Mikä on älypuhelimen sormenjälkitoiminnon nimi? Kapasitiiviset sormenjälkitunnistimet. R301 anturin yleiskatsaus

Piraattiohjelmien ja pelien kehittäjät ja luojat ovat ehdottaneet täysin tuntemattomia polkuja uusimpien toimintojen toteuttamiseksi iPhone-älypuhelimet iPad tabletit. Tämä artikkeli on omistettu piraattiohjelmille, jotka huippuluokan iPhonen käyttäjät ovat arvioineet. Nyt puhumme iPhone 5S -älypuhelimesta, joka oli varustettu sormenjälkitunnistimella. Ja piraatti Cydia-kaupan uusien sovellusten avulla kuka tahansa käyttäjä voi hyödyntää mahdollisuutta tehdä Kosketustoiminnot Tunnukset ovat leveämpiä.

BioProtect: Sovelluskohtainen esto

BioProtectin avulla käyttäjät voivat lukita sovelluksia seitsemännelle "akselille" käytettäessä sormenjälkitunnistinta, joka on sisäänrakennettu iPhone-älypuhelimen pääpainikkeeseen. Tekijä: vakioasetukset, anturi sallii pääsyn vain puhelimen näytöllä olevalle työpöydälle ja erilaisiin ostoksiin Sovelluskauppa Store ja iTunes. Tämän sovelluksen avulla sormenjälkitunnistimen toimintoja laajennetaan huomattavasti ja sen avulla on nyt mahdollista estää pääsy peleihin ja ohjelmiin. Käyttäjä voi esimerkiksi estää pääsyn valokuvatiedostoihin tai erilaisiin sosiaalisen verkon asiakasohjelmiin.

Tämä on erityisen kätevää tapauksissa, joissa sinun on annettava älypuhelimesi jonkun toisen käytettäväksi hetkeksi, mutta sinun on rajoitettava pääsyä tiettyihin puhelimesi sovelluksiin. Tai jos henkilö ei halua käyttää sormenjälkitunnistinta iPhonen lukituksen avaamiseen.

Sormenjälkitunnistinmoduulin käyttöönotto iPhone 5S -älypuhelimessa sisältää kahden toiminnon tuomisen automaatioon: itse puhelimen lukituksen avaamisen ja valtuutuksen myymälässä Sovelluskauppa Ja iTunes Store. Kehittäjä SpiritOfLogic ehdotti omaa vaihtoehtoaan tämän anturin toiminnan laajentamiseksi ja ehdotti biometristen tietojen käyttöä muihin sovelluksiin, esimerkiksi asiakkaille. sosiaaliset verkostot tai useat muut sivuston sisäänkäynnit. Idean toteuttaminen oli tekninen asia.

Hänen keksintönsä, iTouchSecure, sisältää automaattisen valtuutustoiminnon käytettäessä sormenjälkilaitetta sormenjälkien tunnistamiseen iPhone 5S:ssä. Yksi kerta riittää, jotta käyttäjä määrittää asetuksissa asetukset kaikille sosiaalisen verkoston asiakkaiden tileille, erilaisia ​​palveluita ja kauppoja. Kaikki salasanat, biometriset tiedot jne. on luotettavasti suojattu holvissa, joka on avaimenperän "kaksoisveli".

UnlockID: apuohjelma Macin lukituksen avaamiseen.

Eric Castron luoma UnlockID auttaa Macin omistajat avaa laitteensa lukituksen Touch ID -sormenjälkitunnistimella. Muokkaus ladataan piraattisesta Cydia-kaupasta ja asennetaan gadgetiin kuten muutkin piraattiohjelmat. Muun muassa käyttäjän on asennettava Mac asiakas, joka vastaa latauksesta. Nyt, jotta pääset tietokoneesi lukitusnäytön läpi, sinun on kosketettava sormella itse älypuhelimen sormenjälkitunnistinta.

UnlockID antaa sinun tehdä automaattinen syöttö kaikki tallennustiedot postilaatikko, sosiaaliset verkostot, verkkokaupat ja kaikki muut selaimen palvelut. Työ suoritetaan täsmälleen saman kaavan mukaan: sinun tarvitsee vain koskettaa älypuhelimen painikkeen sormenjälkitunnistinta ja kaikki tietokentät täytetään tarvittavat tiedot. Erinomainen ratkaisu niille, jotka eivät käytä erilaisia ​​salasanojen hallintaohjelmia.

Touchy on apuohjelma sovellusten käynnistämiseen mahdollisimman nopeasti.

Tämän sovelluksen ansiosta iPhone 5S -älypuhelimien käyttäjät voivat vapaasti käyttää integroitua sormenjälkitunnistinta sovellusten käynnistämiseen. Tämän säädön on kehittänyt ohjelmoija Mitch Treece.

Kun käyttäjä on asentanut sovelluksen älypuhelimeesi, asetuksissa käyttöjärjestelmä Näkyviin tulee erityinen osio, jossa sijaitsevat kaikki valittujen sovellusten konfigurointivaihtoehdot. Täällä voit sisällyttää ne ohjelmat, jotka avautuvat vain, kun tietty sormi skannataan. Yksinkertaisella sormenjäljen kosketuksella kosketusanturi ID-laitteen omistaja voi avata ja käyttää mitä tahansa älypuhelimeen asennettua ohjelmaa.

Touchy toimii täysin missä tahansa aloitusnäyttö. Sinun tarvitsee vain skannata haluamasi sormi ja älypuhelimesi aktivoi ohjelman. Käytät esimerkiksi pikkusormeasi valokuvagallerian käynnistämiseen, nimetön sormella soittimen käynnistämiseen ja etusormella Cydia-piraattikaupan käynnistämiseen. Kaikki sormenjäljet ​​määritetään käyttöjärjestelmän asetuksissa.

BioLaunch: käynnistä valitut ohjelmat.

Toinen piraattikehitys, nimeltään BioLaunch, antaa Applen huippupuhelimien omistajille mahdollisuuden käyttää itse Touch ID -moduulia sovellusten käynnistämiseen. Tämän apuohjelman kehittäjä on David McMillan.

BioLaunch lainaa hieman Touchy-sovelluksen kaltaista toimintaperiaatetta, mutta laimentaa sitä hieman omilla vaihtoehdoillaan. Yksi näistä mielenkiintoisia ominaisuuksia Ohjelma, josta sen luoja on erittäin ylpeä, on Auto-Set App. Kun tämä toiminto on käytössä, tweak tunnistaa eniten käytetyn sovelluksen ja mahdollistaa sen aktivoimisen sormenjälkitunnistimella. Tässä sovelluksessa on kolme muuta ainutlaatuista ominaisuutta: vahvistus ennen ohjelman käynnistymistä ponnahdusikkunan avulla, ilmoitus värinän avulla skannauksen aikana ja sovellusten käynnistäminen, kun kaksoisnapauta Kosketustunnus.

AppScan suojaa sovelluksiasi.

Tämä on toinen mielenkiintoinen apuohjelma joka sallii iPhonen käyttäjät 5S laajentaa sisäänrakennetun sormenjälkitunnistimen käyttöä sovellusten suojaamiseksi. Tämän piraattisovelluksen kehittäjä on Ryan Petrich. Toisin kuin BioLockdown, Applocker for iOS 7 ja BioProtect, sen ohjelma voidaan ladata täysin ilmaiseksi.

AppScan alkaa toimia heti, kun käyttäjä käynnistää ohjelman. Apuohjelma estää ohjelman käynnistämisen paitsi aloitusnäytössä myös Tämä hakemus poimitaan Spotlight-haku ja monitoimipaneeli, ilmoituskeskus jne.

BioLockdown suojaa kaikkia käyttäjäasetuksia, jotka sijaitsevat ohjauskeskuksessa.

BioLockdown-sovelluksen keksi kehittäjä, jonka nimi on vakiintunut tällä alalla - Ryan Petrich. BioLockdown-apuohjelman toimintaperiaate on samanlainen kuin BioProtect-sovelluksen - sen avulla voit lukita ja avata sovelluksia, asetuksia ja ohjauskeskusta Touch ID -sormenjälkitunnistimella.

AppLocker suojaa käyttäjien sovelluksia.

Tämä apuohjelma on varsin lupaava ja erittäin mielenkiintoinen keksintö niille käyttäjille, jotka haluavat antaa gadgetinsa muiden ihmisten käyttöön. Sovellus estää pääsyn laitteen valittuihin sovelluksiin ja kansioihin tavallisella salasanalla tai sormenjälkitunnistimella.

Asennuksen jälkeen Tämä ohjelma laitteellesi ja siirry AppLocker-osioon, joka näkyy laiteasetuksissa asennuksen jälkeen. Monien eri tilojen joukosta löydät erityisen osion, jossa on luettelo kaikista puhelimeen asennetuista sovelluksista ja vipuista. Niiden avulla käyttäjä voi ottaa suojauksen käyttöön tai poistaa sen käytöstä jokaiselle sovellukselle. Valittu kansio tai sovellus avautuu vain, jos salasana syötetään tai puhelin tunnistaa biometriset tiedot kosketettuaan Touch ID -moduulia.

Virtuaalikoti on virtuaalinen painike Koti.

Virtual Home antaa käyttäjälle mahdollisuuden käyttää sormenjälkitunnistinta iPhonen sormet 5S sen sijaan Kotipainikkeet. Apuohjelman kirjoittajan idean mukaan yksinkertaisesti koskettamalla puhelimen pääpainiketta, sitä voidaan käyttää minkä tahansa järjestelmätoimintojen suorittamiseen, ei vain lukituksen avaamiseen tai maksamiseen.

Kuten Moeseth raportoi, Virtual Homen avulla älypuhelimen käyttäjä ei voi vain käyttää puhelimensa ominaisuuksia laajemmin, vaan myös pidentää pääkotipainikkeen käyttöikää Napin painamisen sijaan käyttäjä koskettaa pintaa vain kevyesti.

Elämä nykypäivän nopeatempoisessa maailmassa asettaa yhä enemmän vaatimuksia turvajärjestelmille. Yksi tämän alueen pääsuunnista on luominen tehokkaita laitteita henkilötiedot. Tämän tarve ilmenee useissa tapauksissa:

• Autojen ja muiden kalliiden esineiden suojaaminen luvattomalta käytöltä
• Suojaus tietokonejärjestelmät, ohjelmisto, matkapuhelimet
• Varkauksien ja petosten estäminen rahoitustapahtumissa ja sähköisissä tapahtumissa, mukaan lukien maksujen suorittaminen luottokortit ja tavaroiden ja palvelujen maksaminen Internetin kautta
• Pääsy varastoihin ja herkkiin alueisiin rajoitetaan vain valtuutetuille henkilöille
• Vahvistus passissa, ajokortissa jne. määritettyjen henkilön tietojen noudattamisesta.

Henkilötunnistusjärjestelmien tulee olla nopeita, luotettavia ja edullisia. Perinteiset menetelmät tunnistaminen perustuu asiakirjojen (passi, tunnus jne.), salasanojen, allekirjoitusten ja muiden käyttöön vastaavia menetelmiä. Nämä perinteiset lähestymistavat eivät tyydytä nykyaikaiset vaatimukset turvallisuuden varmistaminen. Tulevaisuuden lupaava suunta on biometria. Biometriikka tarjoaa kätevän, luotettavan ja halvan tavan tunnistaa tai vahvistaa henkilöllisyyden ja sitä voidaan käyttää ilman ylimääräistä valvojan osallistumista, mm. etätunnistusta varten.

Biometriikka mahdollistaa yksilöllisen henkilön tunnistamisen mittaamalla tiettyjä fyysisiä ja käyttäytymisominaisuuksia ja poimimalla ns. näyte näistä mittauksista pienentämällä ne sitten arvoon vakiomuoto tiedot. Tätä näytettä verrataan malliin (rekisteröity malli tai allekirjoitus) niiden ominaisuuksien perusteella, jotka on tunnistettu yksilöllisiksi ja tallennettu turvajärjestelmään. Tiivis vastaavuus näytteen ja mallin välillä vahvistaa yksilön identiteetin.

Tutkijoiden huomio keskittyy useisiin fyysiset ominaisuudet, joka pystyy tunnistamaan yksilöllisesti henkilön: äänen, askeleen, kasvojen, iiriksen ja verkkokalvon, kämmenen tai sormenjäljet ​​(DNA ei sisälly tähän luetteloon, koska siitä näytteen ottaminen on hidasta ja hankalaa henkilölle). Tähän mennessä edistynein, kypsin ja kehittynein tekniikka on sormenjälkien tunnistustekniikka.

Fysiologisesti sormenjälki on ulkonemien (harjanteiden) konfiguraatio, joka sisältää yksittäisiä huokosia, jotka on erotettu syvennyksistä. Sormen ihon alla on verisuonten verkosto. Sormenjäljen morfologia liittyy tiettyihin ihon sähköisiin ja lämpöominaisuuksiin. Tämä tarkoittaa, että parametreja, kuten valoa, lämpöä tai sähkökapasitanssia (tai näiden yhdistelmää), voidaan käyttää sormenjälkikuvan saamiseksi. Sormenjälki muodostuu sikiön kehityksen aikana, eikä se muutu koko ihmisen elämän ajan, ja jos se on vaurioitunut, se palauttaa jonkin ajan kuluttua alkuperäisen rakenteensa. Edes identtisillä kaksosilla ei ole identtisiä sormenjälkiä.

Elektroninen kuvantamistekniikka ja rakenteen tunnistusalgoritmit ovat nyt tarpeeksi kehittyneitä automaattinen poisto sormenjälkimalli. Jotkut mallien hankkimisalgoritmit ovat standardoituja NIST-standardiinstituutissa Yhdysvalloissa.

Tällä hetkellä kehitetään monia sähköisiä sormenjälkien tunnistustekniikoita. Tunnetuimpia ovat optiset, kapasitiiviset, radio-, mikroelektromekaaniset (MEMS), lämpö- ja paineanalyysitekniikat. Taulukossa 1 on esitetty kunkin niistä ominaisuudet, edut ja haitat.

Taulukko 1. Elektroniset sormenjälkitekniikat

Useimmat kuvatuista tekniikoista voivat käyttää kahta eri tapaa sormenjälkikuvan saamiseksi. Ensimmäinen on käyttää staattista kuvankaappausikkunaa, joka on samankokoinen kuin haluttu sormenjälkikuva (kuva 1). Tämän menetelmän etuna on saada koko kuva yhdessä toimessa. Vakavia haittoja ovat tarve käyttää sieppausmatriisia iso koko, mikä lisää järjestelmän kustannuksia sekä anturin pinnan kontaminaatiota siihen jääneiden sormenjälkien vuoksi.

Toinen lähestymistapa perustuu suorakaiteen muotoiseen ikkunaan, jossa on vaaditun kuvan leveys ja useiden pikselien korkeus. Tunnistaessaan henkilö juoksee nopeasti sormella anturin ikkunan yli (kuva 2). Kuva skannataan osissa ja rekonstruoidaan ohjelmistolla. Tämän seurauksena anturin hinta laskee merkittävästi (herkän elementin pienen koon vuoksi) ja siitä tulee itsepuhdistuva. Tämän tyyppisiä antureita kutsutaan pyyhkäisyantureiksi1. Tämä menetelmä on pakollinen lämpökuvien sieppaamiseen.

Tässä artikkelissa tarkastellaan ATMELin ja FUJITSU:n sormenjälkiantureita, joiden ominaisuuksien yhteenveto on annettu taulukossa 2.

ATMEL anturit

ATMEL Corporationin ominaisuuksien perusteellisen tutkimuksen jälkeen olemassa olevia teknologioita sormenjälkikuvien saaminen esitteli kuluttajille pyyhkäisytyyppisen lämpösensorin AT77C101B (kuva 3). Se on yhdistelmä lämpötilaherkkää FingerChip™-matriisia ja elektroninen piiri tiedon muuntaminen. Kuva otetaan siirtämällä sormeasi kohtisuoraan anturin ikkunaan nähden. Lisälämmittimien, valonlähteiden ja radiosäteilyn käyttöä ei vaadita.

FingerChip-sensorissa on 8 riviä ja 280 saraketta, yhteensä 2240 lämpöherkkää pikseliä. Jokaisen pikselin koko on 50x50 µM, mikä tarjoaa 500 dpi:n resoluution ja 0,4x14 mm:n herkän alueen. Tämän resoluution arvo vastaa IQS2-spesifikaatiota, joka määrittää IAFIS3:n kuvanlaadun. Pikselikellotaajuus on ohjelmoitavissa ja voi saavuttaa 2 MHz:n, mikä tarjoaa 1780 kuvaa sekunnissa laitteen lähdössä. Täyden sormenjäljen kuva rekonstruoidaan onnistuneesti hankituista kehyksistä ATMEL-ohjelmistolla.

FingerChip-anturi ja tiedon muunnospiiri valmistetaan yhdelle sirulle, jonka mitat ovat 1,7x17,3 mm. Toiminnallinen kaavio mikropiiri on esitetty kuvassa 4. Kunkin kehyksen vastaanottojakso koostuu seuraavista vaiheista:

1. Yksi anturimatriisin 280+1 sarakkeista on valittu. Sarakkeet valitaan ympyrässä vasemmalta oikealle. Nollauksen jälkeen vasemmanpuoleisin sarake valitaan.
2. Analoginen signaali jokaisesta sarakkeen pikselistä menee 8 vahvistimen pankkiin.
3. Vahvistetut signaalit kahdelta linjalta (parillinen ja pariton) syötetään samanaikaisesti kahdelle 4-bittiselle ADC:lle. Nämä signaalit ovat myös päällä analogiset lähdöt mikropiirit (ei näy kuvassa).
4. Vastaanotettu lähdössä ADC digitaalinen signaalit, jotka on jaettu kahteen 4 bitin ryhmään, kiinnitetään salpoihin ja lähetetään rinnakkaisiin lähtöihin De0-3 (parilliset juovat) ja Do (parittomat juovat).

Digitaalinen virta anturin lähdöstä menee sormenjälkien rekonstruointi- ja tunnistusprosessoriin.

Luotettavuuden kannalta FigerChip-anturilla on erinomainen suorituskyky vastaavia laitteita. Sen integroitu CMOS-piiri on luonnollisesti suojattu ESD:ltä 16 kV asti. Anturikehyksen ikkuna on kitkankestävä ja kestää vähintään miljoonan sormenkosketuksen. Se kestää myös erittäin suurta voimaa työpinta paine. Käyttöjännite on alueella 3,3 V - 5 V, virrankulutus on 20 mW jännitteellä 3,3 V taajuudella 1 MHz. Tämä vastaa noin 7 mA:n virrankulutusta. Siinä on pienitehoinen tila, jossa nollaus kytketään päälle, mahdollisuus pysäyttää kellotus, sammuttaa lämpötilan stabilointijärjestelmä ja sammuttaa lähdöt ja kytkeä ne korkeaimpedanssiseen tilaan.

klo normaali operaatio Anturi on täysin passiivinen ja toimii vain lämpöenergia sormenpää. Jos lämpötilaero sormen ja anturin akselin välillä on kuitenkin pieni (alle yksi aste), lämpötilan stabilointijärjestelmä aktivoituu tarvittavan lämpötilakontrastin luomiseksi ja nostaa hieman anturin lämpötilaa.

Näin ollen ATMELin AT77C101B lämpöanturin käytöllä on seuraavat edut:

• Lämpöherkkien elementtien käyttö ei vaadi signaalin siirtoa sormenpäähän, käytetään vain elävän sormen fysiologisia ominaisuuksia. Tämä vähentää energiankulutusta ja eliminoi virran tai radioaaltojen energeettisten vaikutusten aiheuttaman ihmisen epämukavuuden.
• Pyyhkäisykuvankeruumenetelmän avulla on mahdollista pienentää anturin herkkää piialuetta noin 5 kertaa ja sen hinta pienenee saman verran. Palautetussa kuvassa on kuitenkin tarvittava korkea resoluutio. Lisäksi tällainen anturi on itsepuhdistuva ja erittäin vaikea huijata. Riippumattomat testit vahvistavat, että keinotekoista sormenpäätä on äärimmäisen vaikeaa liikuttaa tarpeeksi sujuvasti sensorin huijaamiseksi.
• Kuvasensorin ja muunnospiirin integrointi yhdelle CMOS-sirulle vähentää kustannuksia ja virrankulutusta sekä lisää käyttönopeutta. Tämä mahdollistaa myös moduulien upottamisen laitteiston salaus tai muita erityisiä järjestelmiä tietoturvaominaisuuksien parantamiseksi.

Anturilta vastaanotettu tietovirta altistetaan ohjelmistojen käsittely palauttaa sormenjälkikuva ja poimia siitä tiedot, jotka ovat tarpeen myöhempää vertailua varten malliin. Rekonstruoitu kuva on tyypillisesti kooltaan 25 x 14 mm, mikä vastaa 500 x 280 pikselimäärää. Kun resoluutio on 8 bittiä pikseliä kohden, kuvan tallentamiseen tarvitaan noin 140 kt. Yksityisyyssyistä ja tilarajoitusten vuoksi käytettävissä oleva muisti Ei ole suositeltavaa tallentaa täydellisiä sormenjälkikuvia sormenjälkien tunnistusjärjestelmään. Tietysti ne voidaan tallentaa turvallinen paikka Miten varmuuskopio ottaa heihin yhteyttä osoitteessa erikoistapaukset, mutta kyseisen järjestelmän normaaliin toimintaan täyspitkiä sormenjälkikuvia ei tarvita.

Järjestelmän normaalin toiminnan aikana kuva poistetaan ainutlaatuinen setti sormenjälkitiedot. Poisto tehdään hahmontunnistusmenettelyllä tai yksityiskohtien (minutiae) periaatteella. Tuloksena on tyypillisesti 36 kuva-osan joukko, joiden tallennus vaatii 144 tavua (4 tavua per osa). Tämä mahdollistaa alkuperäisen kuvan korkean pakkaustason. Tällöin luodaan joko sormenjälkimalli tai näyte, jota verrataan järjestelmään tallennettuihin malleihin henkilöä tunnistettaessa.

Mallien käyttämisellä on muistin säästämisen ja tunnistusnopeuden lisäämisen lisäksi joitain muita etuja:

Sormenjälkikuvaa ei voi palauttaa mallista. Tämä vähentää riskiä siitä, että sähköiset hakkerit tai häikäilemättömät työntekijät käyttävät tietoja väärin.

• Malli voidaan pakata millä tahansa standardinmukaisella tiedonpakkausalgoritmilla ja valinnaisesti salata. Tämä on erityisen tärkeää sormenjälkiä käyttävissä sovelluksissa, kuten älykortilla, joilla on rajallinen muisti ja korkeammat turvallisuusvaatimukset.
• Kun malli on purettu kolmannen osapuolen ohjelmistolla, kuvan yksityiskohdat tunnistetaan ja kuvataan vakiomenettelyn mukaisesti.

Täsmäysprosessin viimeinen vaihe on verrata näytettä rekisteröityihin malleihin (tunnistusta varten) tai yhteen rekisteröityyn malliin (todennusta varten). On epätodennäköistä, että näyte vastaa kuviota bittikohtaisesti. Tämä johtuu eniten eri syistä: likiarvojen esiintyminen skannausprosessissa (50 µM resoluutio on kaukana ihanteellisesta), kuvan vääristymiä, approksimaatiovirheitä yksityiskohtien poimintamenettelyssä jne. Siksi tarvitaan vastaavuuden havaitsemisalgoritmi, joka määrittää vastaavuuden asteen numeerisesti. Vaatimustenmukaisuus katsotaan vahvistetuksi, kun tietty numeerinen taso on ylitetty. Seurauksena on kahden tyyppisiä virheitä:

• FAR (False Acceptance Rate) – sormenjäljen väärä hyväksyminen, kun sopimattoman näytteen ja mallin vertailu tuottaa korkeatasoinen noudattamista, että se hyväksytään. Tämän seurauksena järjestelmä sallii huijarin kulkea sen läpi.
• FRR (False Rejection Rate) on väärä hylkäys, joka tapahtuu, jos vastaava näyte ja malli eivät anna tarpeeksi korkeita vastaavuusarvoja. Tämä johtaa siihen, että järjestelmä ei tunnista rekisteröityä henkilöllisyyttä.

Kaikki sormenjälkien tunnistusjärjestelmät pyrkivät minimoimaan FAR- ja FRR-arvot, mutta käytännössä näiden parametrien välillä on riippuvuus. Kun FAR pienenee, FRR kasvaa ja päinvastoin.

Henkilötunnistusprosessissa käytetään yleensä seuraavaa ohjelmistopakettia:

• ATMEL-ohjainohjelmisto FingerChip-sensorille
• Sormenjälkikuvan jälleenrakennusohjelmisto (FC_Demo-ohjelman demoversio, lähdekoodeja kuvan jälleenrakennusalgoritmit ja FingerChip-ohjaimen ohjausmenetelmä ovat saatavilla verkkosivuilla www.atmel.com)
• Mallin tai sormenjäljen poimintaohjelma (kolmannelta osapuolelta)
• Tietokanta mallien tallentamista varten (tarvittaessa)
• Malli vs esimerkkivertailuohjelmisto

FUJITSU anturit

Fujitsu tuottaa laajan valikoiman kapasitiivisia sormenjälkitunnistimia. Ne ovat huomattavasti pienempiä kuin optiset anturit ja minimoivat syntyvän kuvan vääristymisen, koska sormenpää koskettaa suoraan puolijohdekiteen pintaa, mikä johtaa yksinkertaiseen ja luotettavaan todentamiseen.

Fujitsu-anturit valmistetaan käyttämällä tavallista silikoni-CMOS-tekniikkaa, mikä helpottaa useiden ohjauspiirien, muistien, liitäntöjen jne. integrointia. Niiden virrankulutus on alhainen, ja niitä on saatavana useissa pakkauskokoissa useimpien tarpeiden mukaan. erilaisia ​​sovelluksia. Anturin aktiivinen pinta, johon sormet kosketetaan, on suojattu patentoidulla erittäin kulumista kestävällä pinnoitteella, joka lisää merkittävästi laitteen kestävyyttä.

Kaikki Fujitsu-anturit perustuvat kapasitiiviseen sormenjälkikuvaustekniikkaan. Kiteen yläkerros sisältää joukon kondensaattorielektrodeja. Kun sormenpää koskettaa anturin pintaa, sormen harjanteet ja laaksot saavat elektrodien kapasitanssin muuttumaan. Anturi lukee kunkin ryhmän kondensaattorin kapasitanssiarvot ja muuntaa ne 8-bittisen ADC:n avulla digitaaliseksi streamiksi, joka lähetetään laitteen lähtöön. Kunkin kondensaattorin koko on 50×50 µM, minkä ansiosta anturi voi määrittää tarkasti sormenpinnan yli 200 µM leveiden harjanteiden sijainnin.

Nykyään Fujitsun sormenjälkitunnistimien valikoima sisältää 4 laitetta, joista kaksi on staattisia antureita (MBF110 ja MBF200) ja kaksi pyyhkäisytyyppisiä antureita (MBF300 ja MBF310). Kaikkien laitteiden resoluutio on 500 dpi. MBF110-sensorilla on suurin kuvanottoalue - 15x15 mm ja vastaava määrä pikseleitä 300x300. Vanhemmat mallit on varustettu MCU- ja SPI-liitännöillä, ja MBF200- ja MBF300-mallit mahdollistavat lisäksi tiedon siirron integroidun liitännän kautta. USB-versiot 1.1. Antureiden ominaisuuksia voidaan tarkastella yksityiskohtaisemmin käyttämällä esimerkkiä MBF300 Solid State Sweep Sensor™ (Kuva 5), ​​joka sai useita palkintoja vuonna 2002, mukaan lukien:

• vuoden tuote TMC:n BiometriTechin mukaan (http://www.biometritech.com/features/poty03.htm);
• Vuoden 2002 paras tuote, Design News -lukijoiden äänestämä;
• Vuoden 2002 EDN Magazine Peripheral Innovation Award -palkinnon voittaja.

Kuva 5 FUJITSU MBF300 kapasitiivinen sormenjälkitunnistin

MBF300-anturi on korkealaatuinen, edullinen kapasitiivinen pyyhkäisyanturi alhaisella virrankulutuksella. Siinä on 256 sarakkeen ja 32 rivin pikseliryhmä ja tunnistusalueen koko on 12,8 x 1,6 mm. Tämä on maailman ensimmäinen anturi, joka tukee kolmea erilaista standardi käyttöliittymä: MCU, SPI ja USB. USB-liitännät ja SPI mahdollistavat kuvansiirron nopeudella 100 kuvaa/s ja MCU nopeudella 1000 kuvaa/s. Samaan aikaan tarvitaan vain 6 riviä työskennelläksesi mikroprosessorin kanssa SPI:n kautta. MBF300 on suunniteltu toimimaan jännitteillä 2,8 V - 5 V lämpötila-alueella 0°C - +60°C. Nykyinen kulutus sisään aktiivinen tila on 20 mA, ”valmiustilassa” se ei ylitä 20 µA. Rakenteellisesti anturi on saatavana 54-nastaisessa FBGA- tai FLGA-pakkauksessa ja sen paksuus on 1,2 mm.

SISÄÄN yleisnäkymä Anturin kuvanottoprosessi koostuu kahdesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa anturielementtiryhmän valitun rivin kennot esivarataan virtalähteestä. Jokaiseen taulukkosarakkeeseen liittyy kaksi haku- ja tallennuspiiriä. Esilatauksen aikana sisäinen signaali Sallii ensimmäisen näyte- ja pitopiirien joukon tallentaa rivielementtien jännitearvot. Toisessa vaiheessa rivielektrodit puretaan virtalähteellä. Kunkin kennon purkausarvo on verrannollinen purkausvirtaan, joka määritetään mm. sormen pinnan läheisyys. Ajan kuluttua (kutsutaan "purkausjaksoksi") sisäinen signaali kytkee päälle toisen näyte- ja pitopiirien joukon tallentaakseen tuloksena olevat elektrodijännitteet. Jännitteiden ero latauksen ja purkamisen jälkeen on kriteeri anturikennojen kapasiteetille. Elektrodien jännitteenpurkauksen jälkeen tallennetut linjat digitoidaan. Kiteen herkkyyttä voidaan muuttaa säätämällä virtaa ja purkausaikaa. Tämä tehdään ohjelmallisesti. Virtalähteen nimellisarvo määräytyy ISET-nastan ulkoisen vastuksen mukaan. Täydellisen kuvan saamiseksi kuvatut vaiheet toistetaan niin monta kertaa kuin on tarpeen.

Anturin lähdöstä saatu digitaalinen virta käsitellään ohjelmistolla kuvan rekonstruoimiseksi ja mallin tai näytteen poimimiseksi siitä.

Fujitsu tarjoaa kehityssarjan DKF200:lle. Sen avulla on mahdollista työskennellä MBF200-anturin kanssa Windows 98:ssa ja 2000:ssa V1.1 USB-portin kautta. Pakkaus sisältää joukon objektikoodeja, esimerkkejä C++:n lähdekoodeista, suoritettava tiedosto myMinutia™ Laitteisto USB-portti MBF200 tarvittavat kaaviot. Yhdessä DKF200-ohjelmistomoduulit suorittavat kuvankaappauksen, automaattinen asetus anturin herkkyys ja kuvan kohinan eliminointi, yksityiskohtien poimiminen (minimitat) ja tulosten tulosten vertailu ohjelmaan tallennettujen tiettyjen henkilöiden malleihin.

Sormenjälkitunnistimien sovellukset ovat erittäin laajat ja kattavat seuraavat sovellukset:

• Matkapuhelimet, älypuhelimet
• Kannettavat tietokoneet, henkilökohtaiset tietokonejärjestelmät
• Kulunvalvontajärjestelmien rakentaminen
• Elektroniset avaimet (autot, talot jne.)
• PDA (pääsynhallinta, tietosuoja)
• Rahoitustapahtumat ja tapahtumat Internetin kautta (älykortit ja niiden lukijat)

Yhteenvetona haluaisin todeta sen biometriset tekniikat ovat nopean kehityksen ja parantumisen vaiheessa. Mutta jo nyt tämän alan yksinkertaisimmat ja luotettavimmat ratkaisut, erityisesti sormenjälkilukulaitteisiin perustuvat, alkavat tunkeutua aktiivisesti elämäämme.

Taulukko 2 ATMEL- ja FUJITSU-sormenjälkitunnistimien ominaisuudet

KIRJASTUS

1. Biometrinen konsortio, Web: http://www.biometrics.org
2. Common Biometric Exchange File Format (CBEFF), tammikuu 2001, USA National Institute of Standards and Technology (NIST), Web: http://www.nist.gov
3. FBI:n integroitu automaattinen sormenjälkien tunnistusjärjestelmä (IAFIS), Yhdysvaltain liittovaltion tutkintavirasto, Web: http://www.fbi.gov/hq/cjisd/iafis/iafisbuilds.htm

Tekniikan kehittyessä keksitään yhä useampia tapoja, jotka rajoittavat tietyt toiminnot joihinkin ja sallivat muiden suorittaa mitä tahansa toimintoja vapaasti. Yksi nykyaikaisista menetelmistä pääsyn rajoittamiseen on sormenjälkien tunnistus, joka perustuu jokaisen sormen ainutlaatuiseen papillaarikuvioon. Ihmisen sormenjälkien tunnistus on yksi biometrisista todennusmenetelmistä. Tämän historiaan taaksepäin katsovan sormenjälkitunnistusmenetelmän perusti vuonna 1877 englantilainen William Herschel, joka oletti, että ihmisen ihon kämmenpinnan papillaarinen kuvio ei muutu. Tämä hypoteesi oli tulosta Intiassa poliisina toimineen William Herschelin pitkästä tutkimuksesta.

Palaten nykymaailmaan, tämän miehen johtopäätösten tulos näkyy laajassa valikoimassa erilaisia ​​laitteita, jotka pystyvät skannaamaan, käsittelemään ja vertailemaan eri ihmisten sormenjälkiä. Samalla se antaa hyvän sormenjälkitunnistuksen tarkkuuden ja sen seurauksena saamme vain pienen osan mahdollisista virheistä. Sormenjälkitunnistimien kanssa työskentelyssä tapahtuvia virheitä voi olla vain kahdenlaisia: oikean sormenjäljen virheellinen tunnistus ja väärän sormenjäljen oikea tunnistus.

Kapasitiiviset sormenjälkitunnistimet on valmistettu piikiekolle, joka sisältää alueen mikrokondensaattoria. Ne on järjestetty tasaisesti neliön tai suorakaiteen muotoiseen matriisiin. Suorakulmaisia ​​antureita pidetään sopivampina, koska ne vastaavat paremmin sormenjäljen muotoa. Kapasitiiviset skannausmenetelmät perustuvat kondensaattoreiden lataamiseen ja purkamiseen riippuen etäisyydestä sormen ihoon kussakin yksittäisessä kentän pisteessä ja vastaavan arvon lukemiseen. Tämä on mahdollista, koska ihon harjanteet ja painaumat ovat melko suuria. Harjanteen keskimääräinen leveys on noin 450 mikronia. Kondensaattorimoduulien suhteellisen pieni koko (50 x 50 mikronia) mahdollistaa kapasitanssien erojen havaitsemisen ja tallentamisen jopa ihon läheisissä kohdissa.

Katsotaanpa siis yhtä sormenjälkitunnistimesta, joka on rakennettu kapasitiivisen skannerin periaatteelle - Grow Technologyn R301 (hinta Aliexpressissä noin 18 dollaria). Tekniset tiedot moduuli:

• Syöttöjännite 4,2 – 6 volttia (toimii 3,3 V:lla)
• Virrankulutus – 40 mA
• Huippuvirrankulutus – 100 mA
• Liitäntä - UART, USB
• Tiedonsiirtonopeus – 9600*n, n=1~12, oletusarvo 57600 bps
• Sormenjälkien skannausaika – jopa 0,2 sekuntia
• Sormenjälkimallin koko – 810 tavua
• Väärä hyväksymisprosentti (FAR) – alle 0,001 %
• Väärä hylkäysprosentti (FRR) – alle 0,1 %
• Keskimääräinen hakuaika – alle 0,05 sekuntia
• Turvataso - 5
• Käyttölämpötila-alue -10-+50 celsiusastetta
• Vertailutilat – 1:1, 1:N
• Sormenjälkikirjaston muistikapasiteetti - 1700

R301-sormenjälkitunnistin on suunniteltu skannaamaan sormenjälkesi, käsittelemään sitä ja tallentamaan sitä oma muisti tallennettujen sormenjälkien kirjasto ja etsi uusi sormenjälki kirjastosta tallennettujen sormenjälkien kanssa pyynnöstä. Itse moduuli koostuu kahdesta pääosasta: puolijohdekapasitiivisesta sormenjälkitunnistimesta moduulin toisella puolella ja digitaalisesta signaaliprosessorista, joka käsittelee skannerista vastaanotettuja tietoja ja suorittaa sormenjälkikirjaston tallennus-, käsittely- ja hakutoiminnot.

Sormenjälkitunnistimella on melko matala profiili, joka sopii itse moduulin pieneen kokoon ja yksinkertaistaa upottamista mihin tahansa järjestelmään.

Itse sormenjälkikirjasto on tallennettu Flash-muisti 25q80 (kahdeksannastainen siru) kytketty SPI:n kautta digitaaliseen signaaliprosessoriin. Lisäksi moduulin tällä puolella on 24 MHz:n kide, 3,3 voltin XC6206 matalan pudotusjännitteen säädin (sot-23-kenno, joka on merkitty 662k) ja piirin toimintaan tarvittavat vastukset ja kondensaattorit.

Tällaisen moduulin käyttö vähentää merkittävästi kulunvalvontajärjestelmän tai muun sormenjälkitunnistusta käyttävän järjestelmän päämikro-ohjaimen kuormitusta ja yksinkertaistaa myös näiden järjestelmien suunnittelua. Kun työskentelet ulkoisen mikro-ohjaimen kanssa tämä moduuli ei välitä sormenjäljestä mitään tietoja, paitsi tietoja toimenpiteen tuloksesta (sormenjäljen vastaanotto, käsittely, osuman etsiminen jne.), mikä toisaalta vaikeuttaa hakkerointia, mutta toisaalta yksinkertaistaa sitä . Valmistaja ei anna tietoja toiminnasta tai muita tietoja itse skannerista, joka sijaitsee moduulin etupuolella. Jos klo fyysistä hakkerointia Koska anturi voi saavuttaa UART- tai USB-datalinjan, väärien tietojen lähettäminen päämikro-ohjaimelle pääsyn saamiseksi ei ole vaikeaa. Jos sinulla on pääsy vain moduuliskanneriin, järjestelmän hakkerointi on melko vaikeaa. Sormenjäljen skannaustekniikka puolijohdekapasitiivisella matriisilla itsessään tarjoaa kuitenkin vain vähän suojaa hakkerointia vastaan ​​käyttämällä nukkeja.

Suojauksen parantamiseksi nukkeja vastaan ​​jotkin sormenjälkitunnistimet havaitsevat tärkeitä parametreja sormenjälkiä skannattaessa: kehon lämpötila, pulssi, galvaaninen ihovaste, hien esiintyminen ja jotkut muut tekniikat. Valitettavasti R301:n valmistaja ei osoita tällaisen suojan olemassaoloa nukkeja vastaan ​​- joko näissä antureissa ei ole havaittavissa tärkeitä parametreja tai se ei toimi luotettavasti.

Seuraava heikko kohta Grow Technologyn sormenjälkitunnistimet ovat kokonaisuudessaan tiedonsiirtorajapinta. Tosiasia on, että jos suoritettava toiminto onnistuu (esimerkiksi vertailu moduulin muistissa olevan sormenjäljen löytämiseksi), moduuli lähettää arvon 0 (nolla), ja jos moduuli yksinkertaisesti sammutetaan, datavastaanotin saavat aina nollia, ja siten lukon tai pääsyn avaamiseen annetaan lupa. Tämä kohta on otettava huomioon ja ohjelmistosuojaus on järjestettävä rivinkatkoa vastaan ​​- eli on tarkistettava toiminnon datatavun lisäksi myös jäljellä olevat tavut, mukaan lukien otsikot, jotka varmasti estävät pääsyn, jos sormenjälkitunnistimen datalinja on rikki.

Voit liittää R301-moduulin tietokoneeseen USB-nastat tai USB-UART-sovitin.

Kun liitetään kautta USB-laite määrittelee itsensä tallennuslaitteeksi (tässä näemme, että STM32-mikrokontrolleri toimii moduulin digitaalisena signaaliprosessorina, koska laite on merkitty sillä tavalla - turhaan valmistajat pyyhkivät sirulta merkinnät ja peittelivät naarmuja). Ilman valmiita ohjelmistoja tämä toiminto on kuitenkin meille hyödytön. Kun liität tietokoneeseen USB-UART-sovittimen kautta, voit käyttää SFGDemo-ohjelmaa arvioimaan moduulin toimivuutta ja suorituskykyä.

Jotta voit aloittaa työskentelyn ohjelmassa, sinun on määritettävä COM-portti USB-UART-sovitin ja käytä sitten tarvitsemiemme moduulitoimintojen painikkeita. Täällä voit käyttää sormenjäljen tallentamista, vertailua, sormenjälkien etsimistä tallennettujen joukosta sekä sormenjäljestä kuvan saamista ja sen tallentamista. kuva.

Verrattuna optinen skanneri sormenjäljet ​​R308, R301 on huomattavasti pienempi skannerin koko ja pienempi skannattu sormenjälkikuvio, mutta tämä ei vaikuta työhön - molemmissa tapauksissa meillä on melko korkea tarkkuus tunnistaa sormenjäljet ​​oikein.

Nämä moduulit on tarkoitettu pääasiassa integroitaviksi järjestelmiin, mikä tekee UART-rajapinnasta pääasiallisen. Yhdistetään anturi mikro-ohjaimeen:

Päällä LCD-näyttö sormenjälkitunnistimen kanssa työskentelyyn tarvittavat tiedot näytetään, kun piiri kytketään päälle ilman suljettuja jumpperia Jmp1 ja Jmp2, pääohjelmajakso alkaa, kun mikro-ohjain odottaa sormenjäljen vastaanottamista skannerista ja aloittaa haun moduulissa; muistia, kun se ilmestyy. Kun kytketään päälle jumpperi Jmp1 suljettuna, sormenjälkikirjaston muisti tyhjennetään kokonaan. Kun se käynnistetään Jmp2-jumpperi suljettuna, 5 uutta sormenjälkeä lisätään moduulin muistiin. Voit lisätä sormenjäljen koskettamalla sormeasi kahdesti skanneriin tallentaaksesi sen, jos sormenjälkien skannauksessa ei ole virheitä.

Eri Grow-sormenjälkitunnistimien toiminta on perustoiminnoiltaan sama, eikä sensoria vaihdettaessa tarvitse muuttaa laiteohjelmistoa tai komentorakennetta.

Peruskomennot, joita tarvitaan työskentelyyn sormenjälkitunnistinmoduulien kanssa:

Luettelo radioelementeistä