Kuinka sormenjälkitunnistimet toimivat? Kuinka sormenjälkitunnistimesta tuli mobiililaitteiden pakollinen osa

Kaikki nykyiset sormenjälkitunnistimet voidaan jakaa kolmeen ryhmään niiden käyttämien fyysisten periaatteiden perusteella:

• optinen;
• pii (tai puolijohde);
• ultraääni.

Optiset skannerit

Optisten skannerien toiminta perustuu optiseen kuvanottomenetelmään. Käytettyjen tekniikoiden perusteella voidaan erottaa seuraavat optisten skannerien ryhmät:

1.FTIR skannerit- laitteet, jotka käyttävät rikkoutuneen sisäisen heijastuksen vaikutusta (TurhautunutKaikki yhteensäSisäinenHeijastus, FTIR).

Kun valo osuu kahden väliaineen rajapinnalle, valoenergia jakautuu kahteen osaan: toinen heijastuu rajapinnasta, toinen tunkeutuu rajapinnan kautta toiseen väliaineeseen. Heijastunut energian osuus riippuu tulokulmasta. Tietystä arvosta alkaen kaikki valoenergia heijastuu rajapinnasta. Tätä ilmiötä kutsutaan täydellinen sisäinen heijastus. Kuitenkin, kun tiheämpi optinen väliaine (tapauksessamme sormen pinta) joutuu kosketuksiin vähemmän tiheän (käytännössä yleensä prisman pinnan) kanssa sisäisen kokonaisheijastuksen kohdassa, valonsäde kulkee tämän rajan läpi. Siten vain valonsäteet, jotka putoavat täydellisen sisäisen heijastuksen kohtiin, joihin ei ole kohdistettu uria, heijastuvat rajalta papillaarinen kuvio sormen pintaa. Tuloksena olevan vaalean kuvan kaappaamiseen sormen pinnasta käytetään erityistä kameraa (CCD tai CMOS skannerin toteutuksesta riippuen).

2. Optovolo kuituoptiset skannerit- edustavat kuituoptista matriisia, jonka jokainen kuitu päättyy valokennoon.

Kunkin valokennon herkkyys mahdollistaa sormen läpi kulkevan jäännösvalon havaitsemisen kohdassa, jossa sormen kohokuvio koskettaa skannerin pintaa. Sormenjälkikuva muodostetaan kunkin elementin tietojen perusteella.

3. Electro optiset skannerit (sähkö-optinenskannerit) Ne perustuvat erityisen sähkö-optisen polymeerin käyttöön, joka sisältää valoa säteilevän kerroksen.

Kun asetat sormesi skannerin päälle, sen pinnan sähkökentän epähomogeenisuus (potentiaaliero kohoumien ja painaumien välillä) heijastuu tämän kerroksen hehkussa niin, että se korostaa sormenjälkeä. Skannerin valodiodiryhmä muuttaa tämän valon sitten digitaaliseen muotoon.

4. Optiset avausskannerit (lakaistaoptinenskannerit) yleensä samanlainen kuin FTIR-laitteet.

Niiden erikoisuus on, että sinun ei tarvitse vain laittaa sormea ​​skannerin päälle, vaan siirtää sitä kapeaa kaistaa pitkin - lukijaa. Kun liikutat sormeasi skannerin pinnalla, otetaan sarja tilannekuvia (kehyksiä). Tässä tapauksessa vierekkäiset kehykset kuvataan hieman päällekkäin, eli ne menevät päällekkäin, mikä mahdollistaa käytetyn prisman ja itse skannerin koon pienentämisen merkittävästi. Erikoisohjelmistoja käytetään muodostamaan (tai pikemminkin kokoamaan) kuva sormenjäljestä, kun se liikkuu skannauspinnan kehyksissä.

5. Rullaskannerit (rulla-tyyliskannerit). Näissä pienoislaitteissa sormiskannaus tapahtuu pyörittämällä läpinäkyvää ohutseinäistä pyörivää sylinteriä (telaa) sormella.

Kun sormi liikkuu telan pintaa pitkin, otetaan sarja hetkellisiä valokuvia (kehyksiä) papillaarikuvion fragmentista, joka on kosketuksissa pintaan. Kuten avaruusskannerissa, viereiset kehykset otetaan päällekkäin, jolloin voit kerätä kuvia ilman vääristymiä. koko kuva sormenjälki. Skannauksessa käytetään yksinkertaisinta optista tekniikkaa: läpinäkyvän sylinterimäisen telan sisällä on staattinen valonlähde, linssi ja miniatyyri kamera. Sormen valaistun alueen kuva tarkentuu linssillä kameran herkälle elementille. Kun sormi on "vieritetty" kokonaan, sen sormenjäljestä kerätään "kuva".

6. Kontaktittomat skannerit (kosketuksetonskannerit). Ne eivät vaadi suoraa sormikosketusta skannauslaitteen pintaan.

Sormi asetetaan skannerin reikää vasten, useat valonlähteet valaisevat sitä alhaalta eri puolilta, skannerin keskellä on linssi, jonka läpi kerätyt tiedot heijastetaan CMOS-kameralle, joka muuntaa vastaanotetun tiedon sormenjälkikuva.

Puolijohdeskannerit (pii).

Nämä skannerit perustuvat puolijohdeominaisuuksien käyttöön kuvan saamiseksi sormen pinnasta, joka muuttuu papillaarikuvion harjanteiden kosketuspisteissä skannerin pinnan kanssa. Tällä hetkellä on olemassa useita tekniikoita puolijohdeskannereiden toteuttamiseen.

1. Kapasitiiviset skannerit (kapasitiivinenskannerit)- yleisin puolijohdeskannerityyppi, joka käyttää pn-liitoksen kapasitanssin muutosvaikutusta sormenjälkikuvan saamiseksi puolijohdelaite kun papillaarikuvion harja joutuu kosketukseen puolijohdematriisin elementin kanssa.

Kuvatussa skannerissa on muunnelmia, joissa jokainen skannerimatriisin puolijohdeelementti toimii yhtenä kondensaattorilevynä ja sormi toisena. Kun sormi asetetaan anturiin, kunkin herkän elementin ja papillaarikuvion ulkoneman-syvennyksen välille muodostuu tietty kapasitanssi, jonka koon määrää sormen pinnan ja elementin välinen etäisyys. Näiden kapasiteettien matriisi muunnetaan sormenjälkikuvaksi.

2. Paineherkät skannerit (paineskannerit)- nämä laitteet käyttävät antureita, jotka koostuvat pietsoelementtimatriisista.

Kun sormi asetetaan skannauspintaan, papillaarikuvion ulkonemat kohdistavat painetta tiettyyn pintaelementtien alaryhmään, jolloin syvennykset eivät kohdista painetta. Pietsoelementeistä saatu jännitysmatriisi muunnetaan sormen pinnan kuvaksi.

3. Lämpöskannerit (lämpöskannerit)- he käyttävät antureita, jotka koostuvat pyrosähköisistä elementeistä, joiden avulla ne voivat tallentaa lämpötilaerot ja muuntaa ne jännitteeksi (tätä vaikutusta käytetään myös infrapunakameroissa).

Kun asetat sormesi anturiin, pyrosähköisiä elementtejä koskettavan papillaarikuvion ulkonemien lämpötilan ja syvennyksissä olevan ilman lämpötilan perusteella muodostetaan sormen pinnan lämpötilakartta, joka muunnetaan digitaalinen kuva.

Tämäntyyppiset skannerit ovat yleisimpiä. Kaikki yllä mainitut puolijohdeskannerit käyttävät herkkien mikroelementtien matriisia (jonka tyyppi määräytyy toteutustavan mukaan) ja niiden signaalien muuntajaa digitaalinen muoto. Siten yllä olevien puolijohdeskannereiden yleinen toimintakaavio voidaan osoittaa seuraavasti:

4. RF-skannerit (RF-Alaskannerit)- Tällaiset skannerit käyttävät elementtimatriisia, joista jokainen toimii kuin pieni antenni.

Anturi tuottaa heikon radiosignaalin ja ohjaa sen skannattavalle sormen pinnalle. Jokainen herkkä elementti vastaanottaa signaalin, joka heijastuu papillaarikuviosta. Jokaisessa mikroantennissa indusoidun sähkömotorisen voiman (EMF) suuruus riippuu papillaarikuvion harjanteen läsnäolosta tai puuttumisesta lähellä. Näin saatu jännitysmatriisi muunnetaan digitaaliseksi sormenjälkikuvaksi.

5. Jatkuvat lämpöskannerit (lämpölakaistaskannerit)- lämpöskannerit, joissa skannaat (samoin kuin optiset avaruusskannerit), sinun täytyy ajaa sormella skannerin pintaa, ei vain koskettaa sitä.

6. Kapasitiiviset avausskannerit (kapasitiivinenlakaistaskannerit)- Käytä samanlaista menetelmää sormenjälkikuvan kokoamiseksi kehys kehykseltä, mutta jokainen kuvakehys saadaan käyttämällä kapasitiivista puolijohdeanturia.

7. Radiotaajuiset avausskannerit (RF-Alalakaistaskannerit)- samanlaisia ​​kuin kapasitiiviset, mutta käyttävät radiotaajuustekniikkaa.

Ultraääni skannerit

Ultraääni skannaus- tämä on sormen pinnan skannaamista ultraääniaaloilla ja etäisyyden mittaamista aaltojen lähteen ja sormen pinnalla olevien painaumien ja ulkonemien välillä niistä heijastuneen kaiun perusteella. Tällä tavalla saadun kuvan laatu on 10 kertaa parempi kuin millä tahansa muulla biometrisilla markkinoilla esitellyllä menetelmällä. Lisäksi on syytä huomata, että tätä menetelmää on lähes täysin suojattu nukeilta, koska sen avulla voit vastaanottaa sormenjäljen lisäksi joitakin lisäominaisuudet sen tilasta (esimerkiksi pulssi sormen sisällä).

Esimerkkejä sormenjälkitunnistimen käytöstä

Sormenjälkien tunnistustekniikan pääsovellus on suojaus luvattomalta käytöltä. Käytetään useammin turvajärjestelmät ja työntekijöiden ajanseurantajärjestelmät.

Kannettavissa tietokoneissa on sormenjälkitunnistimet kulunvalvontaa varten, Kännykät, ulkoiset asemat, flash-kortit jne. ja niin edelleen.

Halu suojella henkilötietoja on johtanut siihen, että käytämme melko paljon aikaa salasanojen ja PIN-koodien kirjoittamiseen valtuutusta varten. Biometriset skannerit yksinkertaistavat tätä tehtävää lukemalla esimerkiksi sormenjälkiä ja tarjoamalla pääsyn yhdellä kosketuksella. Mutta älä ajattele mitä se on moderni teknologia- Sitä on käytetty pitkään monenlaisissa laitteissa. Juuri sisään Viime aikoina siitä tuli erityisen suosittu, ja siitä tuli standardi mobiililaitteet. Päätimme jäljittää, kuinka sormenjälkitunnistimesta tuli meille jokaiselle välttämätön.

Sormenjälkitunnistimien puomi alkoi 90-luvun puolivälissä. Nämä laitteet olivat erityisen suosittuja Yhdysvalloissa. Oli mahdollista ostaa USB-liittimellä kytketty malli, esimerkiksi Digital Persona U.are.U. Vuonna 2001 Compaq esitteli PC-kortin nimeltä Biometrics, joten jopa vanha kannettava tietokone voisi lukea sormenjälkesi.

Yksi ensimmäisistä sisäänrakennetulla sormenjälkitunnistimella varustetuista kannettavista, jotka tulivat myyntiin, oli Acer TravelMate 739TLV. Se otettiin käyttöön, kuten sanotaan, "vuosisadan vaihteessa" ja personoi uuden sanan tekniikan kehityksessä. Se on hauskaa, mutta kun kannettava tietokone vastaanotti tietosi, se käsitteli tietoja noin 12 sekuntia. Sitten sinun ja ympärilläsi olevien ihmisten piti kuunnella ilmoitusta: ”Identiteetti vahvistettu. Pääsy on sallittu". Mission Impossible -tyyli.

Vuonna 2002 sormenjälkitunnistin ilmestyi ensimmäisen kerran kaupallisiin mobiililaitteisiin. HP iPAQ h5400 - taskutietokone- oli varustettu Atmelin FingerChip-anturilla. Se toimi käyttämällä lämpösilikonianturia, joka havaitsi sormenjäljesi urien ja laaksojen lämpötilan. Se oli myös vedenpitävä ja suojattu lialta, rasvalta, pölyltä ja lämpötilan muutoksilta.

Vuonna 2003 Fujitsu käytti AuthenTecin skanneria integroimalla anturin F505i-käännettävään puhelimeen. Vuoteen 2011 mennessä esiteltiin noin 30 puhelinta samankaltaisilla antureilla, mukaan lukien kyseisen kauden lippulaiva Fujitsu REGZA T-01D. Juuri sillä hetkellä LG ja Pantech esittelivät muunnelmansa teemasta.

Vuonna 2004 IBM rakensi sormenjälkien skannauksen ensimmäiseen kannettavaan tietokoneeseensa, ThinkPad T42:een. Vuonna 2005 Lenovo osti valmistajan ja kiinnitti suurta huomiota markkinointiin. Ensi vuonna yritys ilmoittaa myyvänsä miljoonannen ThinkPadin biometrinen tekniikka ja on siten maailman ensimmäinen sormenjälkitunnistimella varustettujen tietokoneiden toimittaja.

Seuraavien vuosien aikana sormenjälkitunnistimet eivät enää kiinnostaneet suurta yleisöä. Ne käytännössä katosivat näkyvistä, vaikka tuotettiin muutamia malleja, joissa tämä toiminto oli. Esimerkiksi vuonna 2011 Motorola esitteli Atrix 4G:n, puhelimen, jota kutsutaan nykyään uuden kiinnostuksen räjähdyksen alkajaisiksi tällaisia ​​laitteita kohtaan.

Vuonna 2012 valmistaja AuthenTec, joka loi antureita Fujitsulle ja Motorolalle, julkaisi anturin Applelle. Uudet iPhonet Optisella skannerilla varustetut 5s:t eivät tietenkään olleet edelläkävijöitä tällä alalla. Niiden ilmestyminen markkinoille tuli kuitenkin ratkaisevaksi tekniikalle sinänsä: siitä tuli pakollinen hankinta jokaiselle seuraavalle laitteelle. Samanaikaisesti kaikki eivät pystyneet pysymään "Apple"-standardissa: heti sen jälkeen iPhone-esitykset 5s, HTC näytti ratkaisunsa - One Max. Siinä oli myös sormenjälkitunnistin, mutta se oli hyvin vanhanaikainen: se vaati pyyhkäisyä ja oli kooltaan suuri.

Nyt jokaisella on omat mallinsa tällaisilla antureilla - mukaan lukien Samsung, OnePlus, Microsoft ja Meizu. U Apple-toiminto Touch ID ilmestyi kaikkiin älypuhelimiin ja tabletteihin: 5s:n menestyksen jälkeen se esiteltiin seuraavien sukupolvien kaikenkokoisissa iPhoneissa ja iPadeissa. Nyt tämä ei ole vain tapa suojata tietoja, vaan myös olennainen osa maksujärjestelmä Apple Pay. Yllättäen melkein kadonnut tekniikka on herännyt henkiin, ja siitä on tullut jotain, jota ilman emme voi pian kuvitella tavallista päivää ilman.

Nykyään yhteiskunnan tietokoneistuminen saa meidät etsimään eri tavoilla tietokoneelle tallennettujen tietojen käyttörajoitukset. Lisäksi salasanalla käytettävä valtuutus- ja käyttäjätunnistusjärjestelmä on yksi yleisimmistä, vaikka sillä on monia haittoja. Vaihtoehto salasanasuojaus Todennus voi perustua käyttäjän biometrisiin parametreihin, erityisesti sormenjälkeen. Ja tähän tarvitset vain sormenjälkitunnistimen ja vastaavan laitteen mukana tulevan ohjelmiston.

Sormenjälkitunnistin on laite, joka lukee sormen kuvan kaikkine ominaisuuksineen papillaarikuvion muodossa ja välittää skannaustuloksen ohjelmistoon. Erikoissovellus vertaa tuloksena olevaa kuvaa biometrisen salasanan luontivaiheessa luotuun näytteeseen.

Sormenjälkitunnistimien tyypit

Kaikki nykyään käytössä olevat sormenjälkitunnistimet voidaan luokitella kolmeen ryhmään fyysinen periaate toimii:

Puolijohde (pii);

Optinen;

Ultraääni.

Puolijohdeskannerit

Tämä tyyppi skannerit vastaanottavat kuvan, joka perustuu puolijohteiden ominaisuuksiin, jotka muuttuvat koskettimen ja skannerin alueella. Tämän tyyppisten skannauslaitteiden toiminta voi perustua useisiin teknologioihin:

Kapasitiiviset skannerit. Tällaisten skannerien toiminta perustuu vaikutukseen, kun pn-liitoksen kapasitanssi muuttuu, kun papillaarikuvion harjanteet joutuvat kosketuksiin puolijohdematriisin elementtien kanssa.

Paineherkät skannerit. Tämän tyyppinen sormenjälkitunnistin käyttää toiminnassaan erityistä pietsosähköisten elementtien matriisia. Kun sormi joutuu kosketuksiin matriisin kanssa, harjanteet kohdistavat siihen painetta, mutta vastaavasti syvennyksiä ei ole. Matriisiin kohdistuvan paineen perusteella muodostuu kuva.

- Lämpöskannerit. Tämän tyyppisissä skannauslaitteissa käytetään antureita, jotka koostuvat pyrosähköisistä elementeistä. Nämä anturit tallentavat lämpötilaeron ja muuntavat sen sitten jännitteeksi.

Radiotaajuusskannerit. Tämän tyyppiset skannerit koostuvat mikroantenneista, jotka tuottavat heikko signaali ja sormenjäljen lopullinen kuva muodostetaan vasteena papillaarikuviosta saadun sähkömotorisen voiman määrän perusteella.

Jatkuvat lämpöskannerit. Sama kuin lämpöskannerit. Ainoa ero on, että sormeasi on siirrettävä skannauspinnan yli sen sijaan, että sitä painetaan.

Kapasitiiviset avaruusskannerit. Papillaarikuvion kuvan saamiseksi tekniikka on sama kuin kapasitiivisissa, mutta hankintamenetelmä eroaa siinä, että sormi viedään skannauspinnan yli.

Radiotaajuiset avaruusskannerit. Näiden laitteiden toimintaperiaate on sama kuin radiotaajuuslaitteissa, mutta kuvan ottaminen ei ole asettamalla sormea ​​laitteen päälle, vaan ajamalla sormea ​​sen pinnalla.

Optiset skannerit

Tämän tyyppinen sormenjälkitunnistin vastaanottaa kuvan sormesta optisella menetelmällä. Tämän tyyppisten laitteiden toiminta perustuu erilaisiin teknologioihin.

FTIR skannerit. Nämä laitteet käyttävät häiriintyneen sisäisen heijastuksen vaikutusta.

Kuituoptiset skannerit. Sormenjälkitunnistin on kuituoptinen matriisi, jonka jokainen kuitu sisältää valokennon.

- Sähkö-optiset skannerit. Kuitti kuvia tulossa sähköoptisesta polymeeristä, joka sisältää valoa säteilevän kerroksen.

Optiset avaruusskannerit. Tämä tyyppi varusteet ovat muunnelmia kuituoptiset laitteet, jossa kuvan saamiseksi sinun täytyy ajaa sormella pinnan poikki sen levittämisen sijaan.

Rullaskannerit. Kuvan saamiseksi sinun on liikutettava sormeasi videossa, jossa otetaan kuvia sormesta, jossa on papillaarisia kuvioita.

Kontaktittomat skannerit. Sormien skannaus suoritetaan kosketuksettomalla tavalla. Sormi asetetaan reikään, jossa sitä valaisevat useat lähteet, ja sisäänrakennettu kamera tallentaa kuvan sormesta.

Ultraääni skannerit

Tämäntyyppinen laite skannaa sormen pintaa ultraääniaaloilla ja heijastuneiden aaltojen mitatun etäisyyden syvennyksistä ja ulkonemista perusteella muodostetaan kuva. Tämän tyyppinen laite eroaa edellä mainituista siinä, että skannaustulos on laadukkaampi.

Nykyään melkein kaikki moderneja mallejaälypuhelimet on varustettu sormenjälkitunnistimella. Tämän anturin ansiosta voit käyttää toimintoja, jotka tarjoavat korkeatasoisen suojan henkilökohtaisille tiedoille ja muille puhelimen muistissa oleville tiedoille. Tässä artikkelissa keskitymme mahdollisuuksiin ja lisätoimintoja, jota voidaan käyttää älypuhelimissa, joissa on sormenjälkitunnistin. Joka vuosi yhä useammat mallit saavat tämän moduulin, ja nyt sormenjälkitunnistin löytyy budjettilaitteista.

Joten mitä älypuhelimen sormenjälkitunnistin antaa meille? Mitä etuja saamme valitsemalla laitteen tällaisella moduulilla? Katsotaanpa päätoimintoja.

Henkilötietojen suojaaminen

Nykyään älypuhelin suorittaa lukuisia toimintoja - se ei ole vain puhelin, vaan myös kamera, järjestäjä, väline tärkeiden tietojen tallentamiseen ja jopa laite maksujen suorittamiseen ja pankkitilien valvontaan. Sormenjälkitunnistimen ansiosta kaikki nämä tiedot on suojattu luotettavasti uteliaita katseita. Voit avata laitteen lukituksen ja päästä käsiksi siihen tallennettuihin tietoihin vasta, kun sormenjälkimoduuli ”tunnistaa” omistajan tai kun olet syöttänyt luomasi monimutkaisen salasanan.

Pääsy sovelluksiin

Joskus sen tekeminen on hyvin vaikeaa tärkeitä sovelluksia ei voinut käynnistyä muukalainen. Esimerkiksi lapsi, joka vei laitteen leikkimään, voi vahingossa tehdä ostoksen verkkokaupasta tai siirtää varoja sieltä pankkitili. Älypuhelimesi sormenjälkitunnistimen ansiosta tällaiset ongelmat voidaan välttää. Riittää, kun asennat tällaisten sovellusten käynnistämisen ja vahvistuksen rahoitustransaktiot sormenjälkesi kautta, ja voit turvallisesti antaa lapsesi pelata pelejä älypuhelimellasi.

Kätevä lukituksen avaaminen

Laitteen, jossa ei ole sormenjälkitunnistinta, lukituksen avaaminen kestää muutaman sekunnin. Ensin sinun on aktivoitava älypuhelin "virta"-painikkeella, sitten joko pyyhkäisemällä sormella näytön poikki tai kirjoittamalla turvakoodi. Mutta jos gadgetissasi on sormenjälkitunnistin, lukituksen avausprosessi kestää alle sekunnin. Laita vain sormesi skannerin päälle ja laite avautuu. Yksinkertainen, nopea ja luotettava.

Maksutodistus

Sormenjälkitunnistimella voit myös nopeasti vahvistaa rahansiirron tai verkkokaupan oston sisältävän rahatapahtuman. Jotta voit käyttää tätä ominaisuutta, sinun on otettava se käyttöön vastaavan sovelluksen asetuksista.

Sormenjälkitunnistimen toimintaperiaate

Ymmärtääksesi kuinka sormenjälkitunnistin toimii älypuhelimessa, tarkastellaan lyhyesti sen toimintaperiaatteita ja moduulityyppejä. Sormenjälkimenetelmä älypuhelimien suojaamiseksi käyttää useita ohjelmisto- ja laitteistotyökaluja laitteen omistajan sormenjäljen tunnistamiseen. Tämän seurauksena tunnistuksen jälkeen tehdään päätös - avata tai sulkea pääsy laitteeseen tai tiettyyn sovellukseen, suojatulle muistialueelle jne. Löydät seuraavan tyyppisiä sormenjälkimoduuleja:

Optinen skanneri;

Kapasitiivinen skanneri;

Ultraääni skanneri.

Optinen skanneri

Optiset skannerit ilmestyivät ensimmäisinä markkinoille. Tämä menetelmä sormenjälkien sieppaamiseen ja vertailuun on yksi yksinkertaisimmista. Se perustuu eräänlaiseen sormenjälkikuvaan, jota verrataan talteenoton jälkeen erityisillä algoritmeilla muistissa olevan näytteen kanssa. Kun löytyy ominaispiirteet tehdään päätös, vastaako sormenjälki vai ei.

Hyvässä optisessa anturissa tulisi olla korkearesoluutioinen moduuli (kuten kamera - mitä korkeampi, sen parempi). Tämäntyyppisten moduulien haittoja ovat se, että niitä on helppo huijata. Koska optinen skanneri käsittelee kaksiulotteista kuvaa, on mahdollista luoda uudelleen omistajan sormenjälki tavallisella paperitavara-PVA-liimalla. Tämän tyyppistä sormenjälkitunnistinta ei käytännössä löydy nykyaikaisista älypuhelimista.

Kapasitiivinen skanneri

Nykyään yleisin mobiililaitteet sormenjälkimoduulin tyyppi - kapasitiivinen. Tekniikka perustuu kondensaattoriin, joka kerää sormenjälkitietoja käyttämällä piiriryhmiä. Moduulin muisti tallentaa tietoa sähkövarauksesta, ja kun asetat sormesi moduulin päälle, arvoja verrataan.

Sormenjälkien tallentamisesta saadut tiedot muunnetaan digitaalisessa muodossa. Tähän lomakkeeseen tallennetaan tiedot kaikista laitteen omistajan erityisominaisuuksista ja ainutlaatuisesta sormenjälkikuviosta. Tämä tekniikka on paljon parempi ja luotettavampi kuin optinen skanneri. Kapasitiivinen skanneri ei reagoi sormenjälkijäljelle, koska tunnistusta ei tehdä piirustuksen perusteella, vaan kondensaattoreiden varaustason muutoksilla.

Kapasitiiviset skannerit ovat hieman kalliimpia, mutta myös paljon luotettavampia ja tehokkaampia kuin optiset. On vain syytä huomata, että tällainen skanneri ei välttämättä "tunnista" omistajaa, jos sormet ovat märät tai rasvaiset.

Ultraääni skanneri

Ultraääniskannerit ovat eniten uusi teknologia sormenjälkien tunnistamista varten. Tällaiset moduulit on asennettu kalliita älypuhelimia Kärkilinja. Tekniikka perustuu ultraäänilähettimeen ja -vastaanottimeen, jotka lähettävät ja vastaanottavat impulssin skannerille asetettuun sormeen. Osa ultraäänestä imeytyy ja osa palaa vastaanottimeen luoden tietyn kuvion sormenjäljen yksilöllisistä ominaisuuksista riippuen.

Tämän tekniikan avulla voit saada kolmiulotteisia kuvia sormenjäljistä, mikä mahdollistaa korkean suojan ja turvallisuuden. Tämän tekniikan nykyisen käytön haittana on se korkea hinta ja uutuus. Jotkut, jopa johtavat älypuhelinvalmistajat, eivät ota käyttöön ennen kuin sitä on testattu huomattavan pitkän ajan ultraääniskannerit malleihisi.

Tehokkaan ja edullisen Wileyfox Swift 2:n omistajat voivat arvostaa kaikkia sormenjälkitunnistimen etuja.

Miksi Wileyfox

Tämä yritys ansaitsee huomion, koska sen älypuhelimet ovat tyylikkäitä alkuperäinen muotoilu, erinomainen laitteiston täyttö ja edulliseen hintaan. Brittiläinen älypuhelinvalmistaja tuli markkinoille lokakuussa 2016 ja Lyhytaikainen on tullut erittäin suosituksi käyttäjien keskuudessa. Jokainen Wileyfox-sarjan malli on saanut toiminnallisuudet ja ominaisuudet, jotka ovat nykyään eniten kysyttyjä. Kaikilla merkkiälypuhelimilla on seuraavat edut:

Mahdollisuus käyttää kahta SIM-korttia;

Työskentele 4. sukupolven 4G LTE -dataverkoissa;

Erinomainen tekniset tiedot edulliseen hintaan gadgetille;

Vakaa, tuottava käyttöjärjestelmä;

Laadukkaat komponentit ja kotelomateriaalit.

On myös syytä huomata, että siellä on virallinen 12 kuukauden takuu ja laaja verkosto palvelukeskuksia, johon kuuluu yli 200 edustustoa eri puolilla Venäjää. Näiden etujen ansiosta markkinoiden asiantuntijat ottivat brändin älypuhelimet myönteisesti vastaan.

Joulukuussa 2015 Forbes-lehden tiimi antoi Wileyfox Swift -mallille voiton "Vuoden älypuhelin" -kategoriassa;

Helmikuussa 2016 Wileyfox voitti vuoden valmistajan kategoriassa arvostetussa British Mobile News Awards 2016 -kilpailussa;

Lokakuussa 2016 Wileyfox Spark+ -mallista tuli voittaja " Paras älypuhelin jopa 10 tuhatta ruplaa" arvovaltaisen resurssin Hi-Tech Mail.ru mukaan.

Älypuhelin Wileyfox Swift 2

Tässä mallissa on IPS 2.5D -näyttö, jonka lävistäjä on 5 tuumaa ja tukee HD-muotoa. Näyttö tarjoaa korkealaatuisen kuvansiirron myös laajalla katselukulmalla (jopa 178°). Laitteen runko on valmistettu modernista ja korkean teknologian alumiiniseoksesta, joka on erittäin kestävä ja kevyt. Wileyfox Swift 2:ssa on sormenjälkitunnistin ja NFC moduuli, navigointimoduulit Glonass, GPS ja Assisted GPS on myös asennettu.

Mallin laitteistopohja on rakennettu tuottavaan 8-ytimiseen Qualcomm prosessori Snapdragon 430 MSM8937 taajuudella 1,4 GHz. Puhelimessa on 2 Gt RAM-muistia ja 32 Gt sisäistä muistia, se tukee jopa 64 Gt:n microSDXC-kortteja. Laadukkaat valokuvat voidaan saada käyttämällä 16 megapikselin pääkameraa. Mukana on moduuli videoviestintätilaa ja selfie-kuvia varten etukamera 8 megapikselin resoluutiolla.

Malli on tilattavissa virallisella verkkosivustolla hintaan 9 990 ruplaa. Tämä on yksi eniten edullisia älypuhelimia varustettu sormenjälkitunnistimella.

Johtopäätös

Nykyään sormenjälkitunnistinmoduulit löytyvät useimmista nykyaikaisista Android-älypuhelimet. Niistä tulee loistava vaihtoehto monimutkaiset salasanat. Laitteen lukituksen avaaminen ja sen ominaisuuksien käyttäminen sormenjäljellä on nopeaa, kätevää ja turvallista.

Sormenjälkitunnistimet ovat nykyään menneet älypuhelimien premium-segmentin ulkopuolelle. Lisälaitteiston suojausteknologiaa voidaan toteuttaa jopa suhteellisen edullisissa keskihintaisissa laitteissa. Sen jälkeen kun teknologia tuli markkinoille, se on kokenut merkittäviä evoluution muutoksia, joten tässä on yleiskatsaus markkinoilla olevista sormenjälkitunnistimista, jotka osoittavat niiden väliset erot.

Optiset skannerit

Vanhin tapa ottaa ja vertailla sormenjälkiä. Kuten nimestä voi päätellä, tekniikka perustuu optinen kuva, lähinnä valokuva, ja käyttää erikoisalgoritmeja tunnistamaan pinnalla olevia ainutlaatuisia kuvioita, kuten kuoppia tai ainutlaatuisia merkintöjä, analysoimalla kuvan vaaleimpia ja tummimpia alueita.

Analogisesti älypuhelimien kameroiden kanssa tällaisilla antureilla on tietty resoluutio, mitä suurempi se on, sitä tarkemmat yksityiskohdat ovat käytettävissä skannerin käsittelyyn, mikä lisää suojaustasoa. Tällaiset anturit tuottavat kuitenkin kontrastiisempia kuvia kuin perinteinen kamera. Ne sisältävät yleensä suuri määrä diodit tuumaa kohti selkeiden yksityiskohtien saamiseksi läheltä. Sormea ​​skannattaessa skanneri on pimeässä, joten optisissa skannereissa on myös LEDit, jotka toimivat salamana skannauksen aikana. Samanlainen sisäinen organisaatio antaa älypuhelimelle lisää millimetrejä paksuutta ja vaikuttaa negatiivisesti lopulliseen muototekijään.

Optisten skannerien suurin haittapuoli on niiden epäluotettavuus. Vain heidän avullaan se on mahdollista kaksiulotteinen kuva, voit "pettää" tällaisen skannerin toisella kuvalla hyvä laatu tai siitä keinotekoisesti luotu jälki. Sinun ei pitäisi luottaa tämän tyyppiseen skanneriin, sillä se ei ole tarpeeksi turvallinen tärkeimpien tietojen suojaamiseen.

Nykyään älypuhelimissa on sormenjälkitunnistimet erilaisia ​​muotoja ja koot, mutta niissä ei ole optisia skannereita. Analogisesti resistiivisen leviämisen alkamisen kanssa kosketusnäytöt, optisia skannereita löytyy nykyään vain edullisimmista laitteistoratkaisuista. Tarve vahvistaa turvallisuutta on johtanut älypuhelimien yksimieliseen siirtymiseen kondensaattoriskannereihin.

Kondensaattoriskannerit

Yleisin sormenjälkitunnistintyyppi. Ja jälleen, nimi antaa pois pääkomponentin, jos tietysti tiedät vähän elektroniikasta - kondensaattorin. Perinteisen sormenjäljen kuvan luomisen sijaan kondensaattoriskannerit käyttävät pieniä kondensaattoreita keräämään tietoja sormenjäljestä. Jos yhdistät ne, jotka pystyvät säästämään sähkövaraus kondensaattorit johtavalle piirilevylle, jolloin niitä voidaan käyttää sormenjälkitietojen lukemiseen. Varaus kondensaattoreissa muuttuu hieman, kun sormi koskettaa korttia, ja samalla ilmarako jättää varauksen suhteellisen ennalleen. Muutosten seurantaan käytetään integraatioketjua operaatiovahvistin, myöhemmin muutokset voidaan tallentaa signaalinmuuntimella analogisesta digitaaliseen.

Skannauksen jälkeen digitaalista tietoa voidaan analysoida erottuvien ja ainutlaatuisten sormenjälkiparametrien varalta, jotka voidaan tallentaa myöhempää vertailua varten. Tällaista anturia on paljon vaikeampi "pettää" kuin optista. Tuloksia ei voida toistaa kuvassa, ja niitä on erittäin vaikea väärentää millään keinotekoisella sormenjäljellä: erilaisia ​​materiaaleja aikoo soittaa erilaisia ​​muutoksia kondensaattorin varauksessa. Ainoa tietoturvariski voi johtua ohjelmiston tai laitteiston hakkeroinnin mahdollisuudesta.

Tällaisten kondensaattoreiden riittävän suuren joukon luomisen ansiosta (satoja, ellei tuhansia kondensaattoreita yhdessä skannerissa) on mahdollista saada sormenjäljen tuberkuloista ja urista erittäin tarkka kuva käyttämällä vain sähköiset signaalit. Analogisesti optisten antureiden kanssa enemmän kondensaattoreita antaa enemmän korkea resoluutio skanneri ja lisää suojausta tietylle tasolle.

Koska lisää piirin komponentit, kondensaattoriskannerit voivat maksaa enemmän. Jotkut varhaiset mallit yrittivät vähentää tarvittavien kondensaattorien määrää käyttämällä "swipe"-skannereita, jotka saivat tietoa harvemmista kondensaattorielementeistä nopea päivitys tuloksia pyyhkäisemällä sormeasi anturin yli. Menetelmä oli melko pitkälle kehitetty ja vaati usein useita yrityksiä skannauksen onnistumiseen. Onneksi nykyään se on yleisempää yksinkertainen piiri anturin toiminta: pelkkä painallus riittää.

Ultraääni skannerit

Uusin sormenjälkitekniikka, joka esiteltiin ensimmäisen kerran Le-älypuhelimessa Max Pro. Qualcomm- ja Sense ID -teknologialla oli tärkeä rooli siinä. Sormenjälkitietojen keräämiseksi laitteistoalusta sisältää ultraäänilähettimen ja -vastaanottimen. Ultraäänipulssi välitetään skannerille asetetun sormen kautta. Se imeytyy osittain ja siirtyy osittain takaisin anturiin riippuen kunkin sormenjäljen tuberkuloista, huokosista ja muista yksityiskohdista.

Palautuvan signaalin lukemiseen ei ole mikrofonia, vaan käytetään anturia, joka pystyy lukemaan mekaaninen rasitus laskea palautetun signaalin intensiteetti anturin eri osissa. Skannaus pidemmän ajanjakson aikana mahdollistaa laskemisen Lisäinformaatio, joka puolestaan ​​voi tarjota yksityiskohtaisen 3D-mallin skannatusta sormenjäljestä. Tekniikan 3D-luonne tekee siitä entistä turvallisemman vaihtoehdon kondensaattoriskannereille.

Algoritmit ja kryptografia

Useimmat sormenjälkitunnistimet perustuvat hyvin samanlaisiin periaatteisiin, mutta lisäkomponentteja Ja ohjelmisto voi pelata päärooli tuotteiden eriyttämisessä kuluttajien käytettävissä olevan suorituskyvyn ja toiminnallisuuden perusteella.

Fyysisen skannerin mukana on erillinen siru, joka tulkitsee skannatut tiedot ja välittää ne vaaditussa muodossa älypuhelimen prosessorille. Eri valmistajat käyttää tunnistusalgoritmeja, jotka eroavat hieman nopeuden ja tarkkuuden suhteen tärkeimmät ominaisuudet painatus

Tyypillisesti nämä algoritmit "etsivät" paikkaa, jossa kohoumat ja viivat päättyvät tai missä kuoppa jakautuu kahtia. Yhdessä nämä ja muut erottuvia piirteitä kutsutaan sormenjälkimalliksi tai yksityiskohtaiseksi sormenjälkien syöttöprotokollaksi. Jos useat näistä ominaisuuksista täsmäävät skannatussa sormenjäljessä, sormenjälki lasketaan vastaavaksi. Sen sijaan, että vertailisit koko sormenjälkeä joka kerta, mallin ominaisuuksien vertaaminen vähentää sormenjäljen tunnistamiseen tarvittavaa käsittelytehoa, auttaa välttämään virheitä sormenjäljen tahriintuessa ja mahdollistaa myös epäkeskisen sormen tai vain osan sormen skannaamisen. sormenjälki.

Epäilemättä vastaavia tietoja on säilytettävä turvallisesti laitteella ja pidettävä poissa koodista, joka voi vaarantaa sen. Sen sijaan, että lataat käyttäjätietoja verkkoon, ARM-prosessorit voivat tallentaa sen turvallisesti omistetulle fyysiselle sirulle käyttämällä TrustZonen tuottamaa Trusted Execution Environment (TEE) -tekniikkaansa. Tätä suojattua tallennustilaa käytetään myös muihin salausprosesseihin, ja se kommunikoi suoraan suojattujen laitteistokomponenttien, kuten sormenjälkitunnistimen, kanssa ohjelmistojen sieppausyritysten estämiseksi. Hyväksyttyihin ei-henkilökohtaisiin tietoihin, kuten salasanaan, on pääsy vain sovelluksilla, jotka käyttävät TEE-asiakassovellusliittymää.

Samanlainen Qualcommin ratkaisu on rakennettu Secure MSM -arkkitehtuuriin, Apple kutsuu vastaavaa projektia "Secure Enclaveksi", mutta ne kaikki perustuvat samaan periaatteeseen - tietojen tallentamiseen prosessorin erilliseen osaan, jota käynnissä olevat sovellukset eivät pääse käsiksi. normaalissa ympäristössä käyttöjärjestelmä. Osana FIDO (Fast Identity Online) -liittoumaa on kehitetty vahvoja salausprotokollia, jotka mahdollistavat näiden laitteistosuojattujen vyöhykkeiden käytön laitteiston ja palveluiden väliseen todentamiseen ilman salasanaa. Siksi voit kirjautua verkkosivustolle tai verkkokauppaan sormenjälkesi ja omasi henkilökohtaisia ​​tietoja Samalla se ei poistu älypuhelimesta. Tämä saavutetaan lähettämällä digitaalisia avaimia palvelimelle biometristen tietojen sijaan.

Sormenjälkitunnistimista on tullut melko turvallinen vaihtoehto lukemattomien salasanojen ja käyttäjänimien muistamiselle edelleen kehittäminen turvalliset mobiilimaksujärjestelmät tarkoittavat, että näistä skannereista tulee jatkossa yleisempiä ja olennaisia ​​työkaluja turvallisuuden ylläpitämiseksi.