Tänaseks on digitehnoloogiad tunginud peaaegu kõikidesse meie eluvaldkondadesse: paari klikiga sooritame internetis oste, deponeerime ja võtame pangakaardile sularaha, teostame erinevaid toiminguid virtuaalkontodega ning salvestame ka oma fotosid ja muid andmeid pilvesalvestus. Digitehnoloogia globaliseerumisega seoses on isikuandmete kaitse küsimus endiselt aktuaalne.
Pole saladus, et kaasaegsed arenenud ründajad ei kasuta enam raudkangi ja põhivõtmeid, vaid kasutavad meisterlikult samu digitehnoloogiaid ja tarkvara oma isekas eesmärkidel. Nutitelefonid on endiselt haavatavad, kuna nende abiga logib kasutaja sageli sisse erinevatesse võrguteenustesse. Ja kui veel eile kaitsti nutitelefonis olevaid andmeid mustri või paroolide kaudu, siis viimastel aastatel on paljud tootjad hakanud juurutama erinevat tüüpi biomeetrilisi kaitsevahendeid, mis põhinevad teatud inimkehaosade ainulaadsel struktuuril. Eelkõige räägime sõrmejälgedest, näo geomeetriast, võrkkestast, hääletuvastusest. Biomeetriline autentimine on üsna usaldusväärne ja mugav kaitsemeetod. Ja mis kõige tähtsam, te ei unusta sellist "parooli", te ei luura seda ja pealegi on see alati nii-öelda käepärast. Täna räägime nutitelefoni sõrmejäljeskannerist ehk teisisõnu sõrmejäljeskannerist. Huvitav on teada, mis see seade on, mis tüüpi skannereid on olemas ja kuidas see töötab.
Tuleb märkida, et sõrmejälgede abil tuvastamise protsess on samaväärne kõige usaldusväärsemate meetoditega, mille abil saab kasutaja identiteeti kinnitada. Autentimise täpsuse poolest on sõrmejälgede skaneerimine teisel kohal meetodi järel, mis hõlmab silma võrkkesta skaneerimist, aga ka DNA analüüsi. Inimese sõrmejälgi kujutavad nahal olevad papillaarsed mustrid, mis on iga inimese jaoks ainulaadsed ja tekivad emakas, kaheteistkümnendal nädalal, sünkroonselt närvisüsteemiga. Huvitaval kombel võivad papillaarmustreid mõjutada mitmesugused tegurid, näiteks puudutab see lapse geneetilist koodi ja muud. Teisisõnu, papillaarsed mustrid on nahal olevad sooned ja sooned, mis moodustavad ainulaadse ja ainulaadse mustri. Isegi väike vigastus või nahakahjustus ei saa trükki "kustutada", kuna see taastub aja jooksul, välja arvatud juhul, kui vigastuse tagajärjel pool sõrme küljest ära lendu.
Kuidas sõrmejäljeskanner kaasaegses nutitelefonis töötab?
Sõrmejäljeskanneritel on kaks peamist funktsiooni. Neist esimest kasutades loeb skanner sõrmejälje kujutist, teine funktsioon aga kontrollib sõrmejälje vastavust andmebaasis olemasolevatele. Peaaegu kõik kaasaegsed nutitelefonid kasutavad optilisi skannereid. Nende tööpõhimõte on sarnane digikaameratega. Pilt on tehtud mikroskeemi abil, mis sisaldab valgustundlikke fotodioode, aga ka autonoomset valgusallikat LED-maatriksi kujul, mille abil tõstetakse esile sõrme mustrid.
Kui valgus tabab loetavat papillaarset mustrit, luuakse fotodioodide abil elektrilaeng, mille tulemusena jääb tulevasele pildile üksik piksel. Kasutades erineva intensiivsusega piksleid, moodustatakse skannerile sõrmejäljekujutis. Lisaks kontrollib skanner enne sõrmejälje kontrollimist andmebaasist pildi kvaliteeti.
Pärast sõrmejäljekujutise saamist analüüsitakse seda spetsiaalse tarkvara abil keerukate algoritmide abil. Muide, analüüsitakse kolme tüüpi sõrmejälgede mustreid: kaar, silmus ja lokk. Pärast seda, kui tarkvara on mustri tüübi kindlaks määranud, tuvastatakse mustrite joonte lõpud (katkestused või hargnemised, mida nimetatakse eritunnusteks), kuna need on kordumatud ja nende abil saab tuvastada seadme omaniku. Edasi tuleb üsna keeruline analüüs, mille käigus skanner analüüsib detailide asukohta üksteise suhtes, jagades trükise mikroplokkideks. Tähelepanuväärne on see, et sobitamisprotsessi käigus ei analüüsi skanner ühtegi mustri rida. Skanner tuvastab üksikute plokkide vasted ja kasutab neid sarnasuse määramiseks.
Mis tüüpi sõrmejäljeskannereid on olemas?
Optilisi skannereid on kahte peamist tüüpi. Neist esimese puhul eemaldab see sõrme soovitud ala, puudutades seda otse skanneriga. Seda tüüpi kasutatakse Apple'i nutitelefonides, alates iPhone 5s-st. Teise tüübi puhul märgime, et sel juhul libistab kasutaja sõrme üle optilise skanneri. Tulemuseks on piltide seeria, mis on tarkvaraga üheks ühendatud. Samsung kasutas seda tüüpi oma toodetes mõnda aega, kuid aja jooksul läks ta üle esimesele tüübile, kuna see on mugavam, kuigi kallim. Optilise sõrmejäljeskanneri peamine puudus on selle haavatavus kriimustuste ja saastumise suhtes. Sõrme falangi kipsi abil saate seda ka ümber sõrme teha.
Märkimist väärib ka pooljuhttüüpi sõrmejäljeskanner, mida nutitelefonides mitmel põhjusel ei kasutata. Näpujälje abil on teda võimatu petta. Teine sõrmejäljeskannerite tüüp on ultraheliskanner. Sellel on suured arenguväljavaated ja see toimib meditsiinilise ultraheli põhimõttel. Seda on peaaegu võimatu petta, kuna see suudab tungida läbi naha epidermise kihi, mis on ainulaadne.
Tuleb märkida, et skannereid saab paigutada nutitelefoni erinevatesse osadesse. Paljud tootjad paigaldavad tagapaneelile sõrmejäljeskanneri, viimasel ajal on moes külgserv ja HMD valmistab ette oma uut lipulaeva, mille ekraanil on integreeritud skanner.
Peaaegu kõik väikese eelarvega nutitelefonid on nüüd varustatud sõrmejäljeskanneriga. Enamik tootjaid väidab, et sõrmejäljeandurite kasutamine pole mitte ainult mugav, vaid ka ohutu.
Oleme kõik harjunud kasutama seda tehnoloogiat oma nutitelefonide avamiseks, kuid see võib täita palju rohkem kasulikke funktsioone. Paljud usuvad, et Apple kasutas seda tehnoloogiat esmakordselt iPhone 5S-is. Tegelikult jõudis aastatel 2002–2011 müüki umbes 30 sõrmejäljeanduriga varustatud telefoni. 2011. aastal andis Motorola välja Androidi operatsioonisüsteemiga nutitelefoni, mille tagakaanel oli täisväärtuslik sõrmejäljeskanner. Seade ja uus tehnoloogia aga unustati peaaegu kohe ning vaid Apple’i töötajad suutsid selle vastu taas huvi tekitada.
Mis tüüpi sõrmejäljeskannereid on olemas?
Skannereid on mitut tüüpi, kõige levinumad on optilised. Enamik tootjaid kasutab seda tüüpi - see pole mitte ainult kõige eelarvesõbralikum, vaid ka kõige lihtsam rakendada. Tööpõhimõte on "pildistada" ja jätta meelde sõrmejälg. Sellistel sõrmejäljeskanneritel on mitmeid puudusi, sest kvaliteeti ja reageerimiskiirust mõjutavad skanneri saastumine, sõrme puhtus ja niiskus, samuti mehaaniliste kahjustuste olemasolu sellel. Lisaks on neid kõige lihtsam petta.
Ultraheli sõrmejäljeskannerid asendavad järk-järgult oma eelkäijaid. Nad skaneerivad helilainete abil sõrme pinda. See tehnoloogia on turvalisem, reageerimisaeg lühem, mustus ja nahakahjustused ei ole ohtlikud. Hetkel on seda tüüpi sensoriga varustatud mitmed Hiina tootjate tippnutitelefonid.
Sõrmejäljeskanneri funktsioonid
Ärge unustage, et tänapäeval mängib nutitelefon peaaegu iga inimese elus tõeliselt äärmiselt olulist rolli. See pole mitte ainult seade helistamiseks ja sõnumite kirjutamiseks, vaid ka reaalne isiklike andmete, fotode, mälestuste, märkmete ja finantsteabe salvestusruum. Kõik see nõuab usaldusväärset kaitset, mida pakub sõrmejäljeskanner. Seega on selle esimene ülesanne olla võimeline nutitelefoni avamine.
Teist funktsiooni saab kutsuda juurdepääs isiklikele failidele. Mõnes Android-nutitelefonis saate määrata sõrmejäljepäringu mitte ainult seadme avamisel, vaid ka teatud rakenduste, näiteks galerii, kalendri või dokumentide avamisel. Lisaks on see funktsioon kasulik teatud finantsrakendustele juurdepääsu piiramiseks. Pidage meeles, kui paljud lapsed ostsid veebimängudes asju või paake, kasutades oma vanemate nutitelefoni?
Mõne Huawei mudeli puhul saate sõrmejäljeandurit kasutada kõnele vastama- peate lihtsalt panema sõrme skannerile ja ootama vestluse algust. Esmapilgul tundub see funktsioon mugav, kuid teisalt on suur tõenäosus kogemata telefon kätte võtta.
Maksmine Internetis. Spetsiaalsete rakenduste abil saate teha oste veebipoodides, teha rahaülekandeid, tasuda kommunaalmakseid ja palju muud. Sõrmejäljeskannerit kasutades saate märkimisväärselt lühendada tehinguaega ja kinnitada makse lihtsalt sõrmejälge puudutades.
Andmete ülekanne . Nutitelefonid on varustatud paljude funktsioonidega, millest üks võimaldab faile seadmest seadmesse üle õhu edastada, näiteks Bluetoothi kaudu. Parooli uuesti mitte sisestamiseks saate toimingu kinnitada sõrmejäljeskanneriga.
Skannerit kasutades saate äratus välja lülitada. Tööpõhimõte on täpselt sama, mis kõigil eelpool nimetatud juhtudel – niipea, kui kostab alarmi heli, aseta lihtsalt sõrm andurile ja äratus lülitub automaatselt välja. Ärge unustage automaatset kordamist seadistada, vastasel juhul võite magama jääda.
Kui usaldusväärne on sõrmejäljeskanner?
Sõrmejäljeandureid võib õigustatult pidada usaldusväärseks. Häkkerid on aga juba õppinud, kuidas neid häkkida. Levinuim viis on teha väljatrükist foto (näiteks läbipaistval klaasvaasil), printida see tindiprinteri abil ja kinnitada skanneri külge. See meetod töötab ainult esimeste põlvkondade sõrmejäljeanduritega.
Uute põlvkondade avamiseks peate olema nutikas - tegema silikoonist valatud. Loomulikult on need meetodid rohkem sarnased näidetega filmidest, kuid peate siiski olema tähelepanelik ja hoolitsema oma nutitelefoni eest.
Tervitused kõigile Xiaomi fännidele! Käivitame uue väljaannete sarja, mis käsitleb teie nutitelefonide üksikasju ja nende toimimist!
Peaaegu kõik kaasaegsed nutitelefonid on varustatud sõrmejäljeskanneriga. Kuid mitte kõik ei tea, kuidas see töötab. Täna räägime teile sellest komponendist.
Me elame maailmas, kus digitaaltehnoloogia on tunginud igasse eluvaldkonda. Ostleme veebis, hoiame raha kaartidele ja virtuaalkontodele ning salvestame veebimällu ka isiklikke fotosid. Seetõttu on isikuandmete kaitse küsimus aktuaalsem kui kunagi varem. Lõpuks, kui ründajad saavad juurdepääsu isikuandmetele, võib see põhjustada suuri probleeme. Nutitelefonid on selles osas eriti haavatavad, kuna pakuvad juurdepääsu paljudele võrguteenustele. Sel eesmärgil toodab enamik tootjaid nutitelefone, millel on sõrmejäljeskanneri funktsioon, et kaitsta kasutajate isikuandmeid. Nutitelefon võib kergesti kaduda ja sel juhul saavad ründajad sellele ajutise juurdepääsu. Enamasti on nutitelefonis olevad andmed kaitstud paroolide või mustriklahvidega. Kuid see ei ole alati ohutu ja usaldusväärne. Biomeetriline kaitse on uus etapp tänapäevaste vidinate kaitses, mis põhineb meie keha mõne osa unikaalsusel. Näiteks pupillid, võrkkest, näo geomeetria, hääl, sõrmejäljed. Biomeetrilise autentimise abil saate pakkuda usaldusväärset ja mugavat kaitset. Kuid see ei ole alati sobiv ja mitte alati ohutu (sellest lähemalt hiljem). Sellist “parooli” ei saa unustada ega luurata, seda on äärmiselt raske võltsida ja see on alati läheduses. Räägime sõrmejäljeskanneri tööpõhimõttest ja võimalustest. See tuvastamismeetod põhineb sõrmede ainulaadsel papillaarmustril.
Seda on lihtne kasutada, töökindel ja mitmekülgne, seda on raske võltsida (kasutades trükist või fotot (2. meetod on veelgi keerulisem)) Sõrmejälgede tuvastamine toimub spetsiaalse skanneri abil, mis loeb papillaarmustrit, teisendab selle ja võrdleb seda prooviga. On kolm peamist skannimismeetodit.
Sõrmejäljeskannerite tüübid
1. Optiline.
See skanner on väike digikaamera. LED-i valgus peegeldub sõrmelt ja tabab valgustundlikku maatriksit, mis muudab optilise signaali digitaalseks. Seade ei loe, analüüsib ja võrdleb mitte trükist, vaid geomeetriat: joonte vahekaugust, kuju ja ümardamist. Optilisi skannereid on kahte tüüpi. Esimene neist teeb pildi soovitud sõrmepiirkonnast, kui kasutaja skannerit puudutab. 
Kui kasutate teist tüüpi optilist skannerit, peate libistama sõrme üle skanneri. Skänner teeb rea pilte ja ühendab need tarkvara tasemel üheks. Seda meetodit tuntakse viivitatud tegevuse (libisemise) meetodina. Seda kasutatakse Samsungi Galaxy S5-s, kuid ettevõte loobus sellest skannerist järgmistes mudelites. Esimest tüüpi optiline skanner on kallim kui teine (aeglase toimega), kuna kasutab sõrmejäljest täiskujutise loomiseks suuremat sensorit, kuid samas on see lõppkasutajale mugavam. Optiliste skannerite levinuim puudus on nende vastuvõtlikkus mustusele, kriimustustele ja sõrme füüsiline seisund (nt niiskus). Lisaks saab sellist skannerit petta ka sõrmejäljekujutise abil, mida häkkerirühmitus Chaos Computer Club edukalt tõestas. Nad pildistasid suure eraldusvõimega klaasile sõrmejälje, printisid selle laserprinteriga, täitsid vedela lateksiga ja pärast kuivamist tuvastas skanner jälje mitte halvemini kui päris sõrmejälg. Nii oli võimalik Samsungi ja Apple'i loodud seadme kaitsest mööda minna.
2. Pooljuhtidel põhinev skanner (räni).
See skanner on loodud võttes arvesse asjaolu, et pooljuhid võivad kokkupuutepunktides oma omadusi muuta. Need skannerid võivad olla erinevat tüüpi: mahtuvuslikud, raadiosageduslikud, termilised. Kaasaegsetes nutitelefonides neid ei kasutata, võib-olla mobiilsete vidinate väiksuse ja kõrge hinna tõttu rakendamise keerukuse tõttu. Selle tehnoloogia suur eelis on see, et seda ei saa jäljendiga petta. 
3. Ultraheli skanner.
Meie arvates on see seni kõige lootustandvam sõrmejäljeskanner. Ultraheli skannerid töötavad ultraheli põhimõttel ja loovad visuaalse pildi sõrmejäljest. Helilained genereeritakse piesoanduri abil. Need langevad sõrmele ja peegeldunud kajasignaal salvestatakse spetsiaalsete andurite abil. Erinevalt optilisest pildistusest kasutavad need skannerid kõrgsageduslikke helilaineid, mis võivad tungida läbi naha epidermise kihi ainulaadse struktuuri. 
See ei nõua, et sõrm oleks puhas, kuiv või terve. Ultraheli skannerit ei saa petta sõrmejäljekujutisega, sest see loob nahast kolmemõõtmelise pildi ja salvestab ka pulsi. 2018. aasta märtsis esitles Qualcomm oma sellel tehnoloogial põhinevat arendust.
Täiendav protsessor vastutab skannitud sõrmejälje töötlemise eest ja teisendatud kood salvestatakse eranditult spetsiaalselt eraldatud kohas. Sõrmejäljelugeja abil saate oma nutitelefoni avada ja erinevatesse maksesüsteemidesse sisse logida, pildistada ja palju muud. Sellega kaasnevad ka mitmesugused kolmanda osapoole rakendused. G Paysse on lisatud maksefunktsioonid, kasutades sõrmejälge ja skannerit, et kaitsta andmeid kolmandate osapoolte programmide eest.
Järeldus
Androidi nutitelefonides lisati sõrmejäljeskanner esmalt Motorola Atrix 4G-sse, kuid ebamugava disaini tõttu polnud see populaarne. Samsungi lipulaev Galaxy S5 oli läbimurre. Sõrmejäljeskanneri abil ei saanud mitte ainult nutitelefoni avada, vaid ka PayPali maksesüsteemi sisse logida. Samuti võib skanner oma funktsionaalsuse tõttu kasutada kolmandate osapoolte rakendusi. Kuid sõrmejälgede skannimise viisi tõttu (aeglase toimega meetod) puudus Samsung S5-s kasutatud lahendusel sõrmejälgede sisselogimisfunktsioon. 
Apple'i operatsioonisüsteemide olemuse tõttu on selle pahavaravastane lahendus tugevam. Tuleb märkida, et Android-süsteemidel, mis olid enne versiooni 6, ei olnud selle autentimismeetodi loomulikku tuge. Ainult Android Marshmallow puhul on Google rakendanud sõrmejäljeskanneri loomuliku toe otse süsteemi. OS-i uues versioonis oli arendajatel lihtsam skannerit toetavaid rakendusi juurutada, kuna piisas süsteemi API-de toe lisamisest. Nüüd ei pidanud tootja välja töötama lahendusi nullist ega kohandama valmistarkvara, mis ei olnud kvaliteetne ega kasutusmugavus.
Praegu ei ole sõrmejäljeskanneri moodul enam nutitelefonide turu juhtivate tegijate lipulaevade eelis. Selle suundumuse võtsid kasutusele peaaegu kõik tootjad ja skanner hakkas ilmuma isegi eelarvemudelites.
Kuid nüüd ei soovita me enam sellist biomeetrilist turvasüsteemi maksesüsteemide jaoks kasutada ega isikuandmeid salvestada. Selle tõestuseks on arvukad näited seda tüüpi kaitsest möödahiilimise kohta. Võib-olla aitab ultraheli ehhograafia tehnoloogia kasutuselevõtt seda probleemi lahendada. Kuid nutitelefoni avamiseks ja võõraste eest kaitsmiseks on sõrmejäljeskanner suurepärane võimalus.
Sõrmejäljeandurid on tänapäeval ületanud nutitelefonide premium-segmendi; täiendavat riistvarakaitsetehnoloogiat saab rakendada isegi suhteliselt odavates keskmise hinnaklassi seadmetes. Alates tehnoloogia turuletulekust on see läbi teinud olulisi evolutsioonilisi muutusi, seega on siin ülevaade turul saadaolevatest sõrmejäljeanduritest, mis näitavad nendevahelisi erinevusi.
Optilised skannerid
Vanim meetod sõrmejälgede võtmiseks ja võrdlemiseks. Nagu nimigi ütleb, põhineb tehnoloogia optilisel kujutisel, sisuliselt fotol, ning kasutab spetsiaalseid algoritme, et tuvastada pinnal ainulaadsed mustrid, näiteks konarused või unikaalsed märgid, analüüsides pildi heledamaid ja tumedamaid alasid.
Analoogiliselt nutitelefonide kaameratega on sellistel anduritel spetsiifiline eraldusvõime; mida kõrgem see on, seda peenemad detailid on skanneri töötlemiseks saadaval, mis tõstab kaitsetaset. Sellised sensorid toodavad aga kontrastsemaid pilte kui tavaline kaamera. Tavaliselt sisaldavad need suurel hulgal dioode tolli kohta, et kuvada üksikasjalikumalt lähedalt. Hetkel, mil sõrm skaneeritakse, on skanner pimedas, seega on optilistel skanneritel “pardal” ka LED-id, mis skaneerimisel välguna toimivad. Selline sisemine seade lisab nutitelefonile täiendavaid millimeetreid paksust ja mõjutab negatiivselt lõplikku vormitegurit.
Optiliste skannerite peamine puudus on nende ebausaldusväärsus. Nende abiga saadakse ainult kahemõõtmeline pilt, sellist skannerit saab "petta" mõne teise hea kvaliteediga pildi või sellest kunstlikult loodud väljatrükiga. Te ei tohiks seda tüüpi skannereid usaldada; see ei ole piisavalt turvaline, et kaitsta kõige olulisemat teavet.
Tänapäeval on nutitelefonide sõrmejäljeandureid erineva kuju ja suurusega, kuid neil pole optilisi skannereid. Analoogiliselt takistuslike puuteekraanide leviku algusega võib tänapäeval leida optilisi skannereid vaid kõige odavamates riistvaralahendustes. Turvalisuse tugevdamise vajadus on viinud nutitelefonide ühehäälse üleminekuni kondensaatorskänneritele.
Kondensaatori skannerid
Kõige tavalisem sõrmejäljeanduri tüüp. Ja jällegi annab nimi ära põhikomponendi, kui muidugi elektroonikast natukene tunnete – kondensaatorit. Selle asemel, et luua traditsioonilist sõrmejälje kujutist, kasutavad kondensaatoriskannerid sõrmejälgede kohta teabe kogumiseks väikeseid kondensaatoreid. Kui ühendate elektrilaengut salvestavad kondensaatorid juhtiva plaadiga, saate neid kasutada sõrmejälgede andmete lugemiseks. Kondensaatorite laeng muutub veidi, kui sõrm puudutab tahvlit, ja samal ajal jätab õhuvahe laengu suhteliselt muutumatuks. Muutuste jälgimiseks kasutatakse op-amp integratsioonilülitust ja muudatused saab seejärel salvestada analoog-digitaalsignaali muunduriga.
Pärast skannimist saab digitaalset teavet analüüsida iseloomulike ja ainulaadsete sõrmejälgede omaduste tuvastamiseks, mida saab hilisemaks võrdlemiseks salvestada. Sellist andurit on palju keerulisem "petta" kui optilist. Tulemusi ei saa pildil reprodutseerida ja neid on väga raske kunstliku sõrmejäljega võltsida: erinevad materjalid põhjustavad kondensaatori laengus erinevaid muutusi. Ainus turvarisk võib tuleneda tarkvara- või riistvarahäkkimise võimalusest.
Luues piisavalt suure hulga selliseid kondensaatoreid (sadu, kui mitte tuhandeid kondensaatoreid ühes skanneris), on võimalik ainult elektrilisi signaale kasutades saada väga detailseid kujutisi sõrmejälje servadest ja soontest. Analoogiliselt optiliste anduritega annab rohkem kondensaatoreid skanneri eraldusvõimet ja kaitset teatud tasemeni.
Kuna vooluringis on rohkem komponente, võivad kondensaatoriskannerid olla kallimad. Mõned varased disainilahendused püüdsid vähendada vajalike kondensaatorite arvu, kasutades "pühkimis" skannereid, mis said teavet vähematelt kondensaatorielementidelt ja värskendasid tulemusi kiiresti, kui sõrmega üle anduri libistati. Meetod oli üsna keerukas ja nõudis edukaks skannimiseks sageli mitut katset. Õnneks on tänapäeval levinud lihtsam sensori tööskeem: piisab lihtsast vajutamisest ja all hoidmisest.
Ultraheli skannerid
Uusim sõrmejäljetehnoloogia, mis võeti esmakordselt kasutusele Le Max Pro nutitelefonis. Olulist rolli mängisid selles Qualcomm ja Sense ID tehnoloogia. Sõrmejälgede andmete kogumiseks sisaldab riistvaraplatvorm ultrahelisaatjat ja vastuvõtjat. Ultraheli impulss edastatakse skannerile asetatud sõrme kaudu. See imendub osaliselt ja edastatakse osaliselt tagasi sensorile, olenevalt iga sõrmejälje puhul ainulaadsetest mugulatest, pooridest ja muudest detailidest.
Tagasipöörduva signaali lugemiseks pole mikrofoni, selle asemel kasutatakse andurit, mis suudab lugeda mehaanilist pinget, et arvutada tagasituleva signaali intensiivsus anduri erinevates kohtades. Pikema aja jooksul skaneerimine võimaldab lugeda lisateavet, mis omakorda võib anda skannitud sõrmejälje üksikasjaliku 3D-mudeli. Tehnoloogia 3D olemus muudab selle veelgi turvalisemaks alternatiiviks kondensaatorskänneritele.
Algoritmid ja krüptograafia
Enamik sõrmejäljeandureid põhinevad väga sarnastel põhimõtetel, kuid lisakomponendid ja tarkvara võivad mängida olulist rolli toodete eristamisel tarbijatele kättesaadava jõudluse ja funktsionaalsuse poolest.
Füüsilise skanneriga on kaasas spetsiaalne kiip, mis tõlgendab skannitud teavet ja edastab selle vajalikus vormingus nutitelefoni protsessorisse. Erinevad tootjad kasutavad algoritme, et tuvastada peamisi sõrmejälgede omadusi, mis erinevad veidi kiiruse ja täpsuse poolest.
Tavaliselt "otsivad" need algoritmid kohta, kus konarused ja jooned lõpevad või kus konarus kaheks jaguneb. Neid ja muid iseloomulikke tunnuseid nimetatakse ühiselt sõrmejäljemalliks või üksikasjalikuks sõrmejälje sisestamise protokolliks. Kui mitu neist funktsioonidest ühtivad skannitud sõrmejäljega, loetakse sõrmejälg vasteks. Selle asemel, et iga kord võrrelda kogu sõrmejälge, vähendab malli funktsioonide võrdlemine sõrmejälje tuvastamiseks vajalikku töötlemisvõimsust, aitab vältida sõrmejälje määrdumisel tekkivaid vigu ning võimaldab skannida ka sõrmejälgede määrdumist või ainult selle osa. sõrmejälg.
Loomulikult tuleks sellist teavet seadmes turvaliselt salvestada ja hoida eemal koodist, mis võib seda kahjustada. Selle asemel, et kasutajateavet võrku üles laadida, saavad ARM-protsessorid selle turvaliselt talletada spetsiaalsele füüsilisele kiibile, kasutades TrustZone'il põhinevat Trusted Execution Environment (TEE) tehnoloogiat. Seda turvalist salvestusruumi kasutatakse ka muude krüptograafiliste protsesside jaoks ja see suhtleb otse turvaliste riistvarakomponentidega, näiteks sõrmejäljeanduriga, et vältida tarkvara pealtkuulamiskatseid. Kinnitatud mitteisiklikule teabele, nagu parool, pääsevad juurde ainult rakendused, mis kasutavad TEE kliendi API-d.
Sarnane Qualcommi lahendus on sisse ehitatud Secure MSM-i arhitektuuri, Apple nimetab sarnast projekti “Secure Enclave”, kuid need kõik põhinevad samal põhimõttel - teabe salvestamine protsessori eraldi ossa, kuhu töötavad rakendused ei pääse ligi. tavalistes töökeskkonnasüsteemides. Osana FIDO (Fast Identity Online) liidust on välja töötatud tugevad krüptoprotokollid, mis võimaldavad kasutada neid riistvaraga kaitstud tsoone riistvara ja teenuste vaheliseks autentimiseks ilma paroolita. Seetõttu saate oma sõrmejälje abil veebisaidile või veebipoodi sisse logida ja teie isikuandmed ei lahku nutitelefonist. See saavutatakse pigem digitaalsete võtmete kui biomeetrilise teabe edastamisega serverisse.
Sõrmejäljeandurid on muutunud üsna turvaliseks alternatiiviks lugematute paroolide ja kasutajanimede meeldejätmisele ning turvaliste mobiilimaksesüsteemide jätkuv arendamine tähendab, et need skannerid muutuvad tulevikus levinumaks ja olulisemaks turvatööriistadeks.
Mis on siis sõrmejäljeskanner?
See on teatud tüüpi biomeetriline turvatehnoloogia, mis kasutab kasutaja sõrmejälje tuvastamiseks riist- ja tarkvarameetodite kombinatsiooni. See tuvastab ja autentib inimese sõrmejäljed, et lubada või keelata juurdepääs nutitelefonile, rakendusele ja muudele kohtadele, mis vajavad kaitset soovimatute häirete eest. Isikuandmete kaitsmiseks on palju muid viise, näiteks: biomeetria, vikerkesta skaneerimine, võrkkesta skaneerimine, näojoonte skaneerimine ja nii edasi, kuni spetsiaalse vere- või kõnnakestini välja. Muide, kõnnianalüüsi demonstreeriti filmisarjas Mission Impossible koos Tom Cruise’iga. Mõned nutitelefonid kasutavad isegi vikerkesta skannerit, kuid selle funktsiooni rakendamine on loomulikult ideaalsest kaugel. Miks sõrmejäljeskanner? See on lihtne: sõrmejälgede skaneerimisplaadid on üsna odavad ning neid on lihtne valmistada ja kasutada. Puudutage skannerit ja teie Redmi Note 3 avatakse koheselt ja on kasutamiseks valmis.
Nii nagu on olemas erinevat tüüpi biomeetrilisi turvatehnoloogiaid, on ka sõrmejäljeskannerite tüüpidel erinevad tehnoloogiad ja rakendusmeetodid. Sõrmejäljeskannereid on kolme tüüpi:
- Optilised skannerid;
- mahtuvuslikud skannerid;
- Ultraheli skannerid.
Optilised skannerid
Optilised sõrmejäljeskannerid on vanim meetod sõrmejälgede jäädvustamiseks ja võrdlemiseks. Nagu nimest arvata võis, põhineb see meetod sõrmejälje optilise kujutise jäädvustamisel. Põhimõtteliselt on see foto sõrmejäljest, mis pärast jäädvustamist töödeldakse spetsiaalsete algoritmide abil, et tuvastada pinnal ainulaadsed mustrid, nagu ribid ja ainulaadsed lokid, analüüsides pildi heledamaid ja tumedamaid piirkondi.
Nii nagu nutitelefoni kaameral, on ka nendel anduritel piiratud eraldusvõime ja mida kõrgem on eraldusvõime, seda peenemaid mustri detaile sensor teie sõrmel tuvastab, seda suurem on turvalisus. Nendel anduritel on aga palju suurem kontrastsus kui tavalisel kaameral. Tavaliselt on neil väga palju dioode tolli kohta, et jäädvustada pilte lähedalt. Kuid kui paned sõrme skannerile, ei näe selle kaamera midagi, kuna on pime, vaidlustad. Õige. Seetõttu on optilistel skanneritel ka terved LED-massiivid välguna, mis valgustavad skaneerimisala. Ilmselgelt on see disain telefoni jaoks liiga kogukas, kus keha peenus mängib olulist rolli.
Optiliste skannerite peamine puudus on see, et neid on üsna lihtne lollitada. Optilised skannerid jäädvustavad ainult 2D-pilte. Paljud on näinud, kuidas lihtsate manipulatsioonide abil sama PVA-liimiga või lihtsalt kvaliteetse fotoga skannerisse häkitakse ja pääsetakse ligi teie olulistele dokumentidele või kassidele. Seetõttu ei sobi seda tüüpi turvalisus nutitelefonidele.
Nii nagu nüüd võite leida takistusliku ekraaniga nutitelefone, võite leida ka optilisi sõrmejäljeskannereid. Neid kasutatakse endiselt paljudes valdkondades, välja arvatud need, kus on vaja tõelist turvalisust. Viimasel ajal, tehnoloogia arengu ja kasvava nõudluse tõttu tõsisema turvalisuse järele, on nutitelefonid üksmeelselt omaks võtnud ja kasutavad mahtuvuslikke skannereid. Neid arutatakse allpool.
Mahtuvuslikud skannerid
See on tänapäeval kõige levinum sõrmejäljeskannerite tüüp. Nagu nimigi ütleb, on kondensaator mahtuvusliku skanneri peamine skaneerimismoodul. Traditsioonilise sõrmejäljekujutise loomise asemel kasutavad mahtuvuslikud skannerid sõrmejälgede andmete kogumiseks väikeseid kondensaatoriahelaid. Kondensaatorid salvestavad elektrilaengu ja kui asetate sõrme skanneri pinnale, muutub kondensaatorisse kogunev kogus veidi nendes kohtades, kus mustri ripp puudutab plaati, ja jääb suhteliselt muutumatuks seal, kus on süvendid. mustrid on vastupidised. Nende muutuste jälgimiseks kasutatakse op-amp integraatori ahelat, mida saab seejärel salvestada A/D-muunduriga.
Kui sõrmejäljeandmed on jäädvustatud, teisendatakse andmed digitaalseteks andmeteks ja otsitakse sõrmejälje eristavaid ja ainulaadseid atribuute, mida saab omakorda hilisemaks võrdlemiseks salvestada. Selle tehnoloogia peamine eelis on see, et see on palju parem kui optilised skannerid. Skaneerimise tulemusi ei ole võimalik pildiga taasesitada ja proteesimise ehk sõrmejälje abil on uskumatult raske petta. Nagu ülalpool kirjutatud, on põhjuseks see, et sõrmejälje tuvastamisel salvestatakse veidi erinevad andmed, nimelt kondensaatori laengu muutused. Ainus tõeline turvaoht tuleneb mis tahes riist- või tarkvara võltsimisest.
Mahtuvuslikud sõrmejäljeskannerid kasutavad ühes skanneris üsna suuri kondensaatorite massiive, tavaliselt sadu, kui mitte tuhandeid. See võimaldab saada väga üksikasjalikku pilti sõrmejälje harjadest ja orgudest. Nii nagu optilistes skannerites, tagab suurem arv kondensaatoreid skanneri suurema eraldusvõime, suurendades tuvastamise täpsust ja vastavalt ka turvalisuse taset kuni kõige väiksemate punktide äratundmiseni.
Suurema arvu komponentide tõttu sõrmejäljetuvastusahelas on mahtuvuslikud skannerid tavaliselt veidi kallimad kui optilised skannerid. Mahtuvuslike skannerite varajastes iteratsioonides püüdsid paljud tootjad kulusid vähendada, vähendades sõrmejälgede tuvastamiseks vajalike kondensaatorite arvu. Sellised lahendused ei olnud peaaegu alati väga edukad ja paljud kasutajad kurtsid tuvastuskvaliteedi üle, sest sõrmejälje skannimiseks tuli mitu korda näppu külge panna. Õnneks on tänapäeval seda tehnoloogiat juba täiustatud ja isegi nõudlik kasutaja jääb rahule. Tasub tähele panna, et kui sõrm on määrdunud või liiga märg/rasvane, siis mahtuvuslik skanner ei suuda vahel sõrmejälge ära tunda. Samas, kas nad ikka pesevad käsi? :)
Ultraheli skannerid
Ultraheli sõrmejäljeskannerid on hetkel uusim sõrmejälgede tuvastamise tehnoloogia. Seda tüüpi skannerit kasutati esmakordselt nutitelefonis Le Max Pro. See telefon kasutab Sense ID-ga Ameerika ettevõtte Qualcommi tehnoloogiaid.
Ultraheliskanner kasutab sõrmejälje tuvastamiseks ultrahelisaatjat ja vastuvõtjat. Ultraheli impulss edastatakse otse sõrmele, mis asetatakse skanneri ette. Osa sellest impulsist neeldub ja osa naaseb vastuvõtjasse ning tuvastatakse edasi sõltuvalt sõrmejälje ribidest, orgudest ja muudest iga sõrme jaoks ainulaadsetest üksikasjadest. Ultraheliskännerites kasutatakse mehaanilist pinget tuvastavat andurit, et arvutada tagasi pöörduva ultraheliimpulsi intensiivsus skanneri erinevates punktides. Pikemaajaline skannimine võimaldab jäädvustada täiendavaid sõrmejälgede sügavuse andmeid, mille tulemuseks on väga üksikasjalikud 3D-pildid skannitud sõrmejäljest. 3D-tehnoloogia kasutamine selles skannimismeetodis muudab selle mahtuvuslikele skanneritele ohutuimaks alternatiiviks. Selle tehnoloogia ainsaks puuduseks on see, et hetkel pole seda veel välja töötatud ja see on liiga kallis. Esimesed selliste skanneritega nutitelefonid on selles valdkonnas pioneerid. Samal põhjusel ei kasutanud Xiaomi oma lipulaevas Mi5 ultraheliskannerit.
Sõrmejälgede töötlemise algoritmid
Kuigi enamik sõrmejäljeskannereid põhinevad väga sarnastel riistvaralistel põhimõtetel, võivad täiendavad komponendid ja tarkvara mängida sõrmejälgede tuvastamisel olulist rolli. Erinevad tootjad kasutavad mitut erinevat algoritmi, mis on konkreetse protsessorimudeli ja operatsioonisüsteemi jaoks kõige mugavamad. Sellest tulenevalt võib sõrmejälgede võtmeomaduste tuvastamise kiirus ja täpsus tootjati erineda.
Tavaliselt otsivad need algoritmid, kus harjad ja lohud lõpevad, ristuvad ja jagunevad kaheks. Ühiselt nimetatakse trükimustri tunnuseid "minutiteks". Kui skannitud sõrmejälg vastab mitmele pisiasjale, loetakse see vasteks. Mille jaoks see on? Selle asemel, et võrrelda iga kord terveid sõrmejälgi, vähendavad minutipõhised võrdlused iga sõrmejälje töötlemiseks ja tuvastamiseks vajalikku töötlemisvõimsust. Samuti aitab see meetod vältida tõrkeid sõrmejälje skannimisel ja mis kõige tähtsam, on võimalik sõrme mitte täielikult rakendada. Sa ei pannud kunagi näppu täpselt õigesti, eks? Muidugi mitte.
Seda teavet tuleks hoida teie seadmes turvalises kohas ja piisavalt kaugel koodist, mis võib skanneri töökindlust ohustada. Selle asemel, et kasutajaandmeid võrgus salvestada, salvestab protsessor sõrmejälgede teabe turvaliselt TEE (usaldusväärne täitmiskeskkond) füüsilisele kiibile. Seda turvatsooni kasutatakse ka muude krüptograafiliste protsesside jaoks ja sellel on otsene juurdepääs turvariistvaraplatvormidele, näiteks samale sõrmejäljeskannerile, et vältida tarkvara jälgimist ja sissetungimist. Need algoritmid võivad erinevatel tootjatel erineda või olla isegi erinevalt korraldatud, näiteks Qualcommil on Secure MCM arhitektuur ja Apple'il Secure Enclave, kuid need kõik põhinevad samal põhimõttel salvestada see teave eraldi osasse. protsessorist.
Sõrmejäljeskannerid on muutunud üsna turvaliseks alternatiiviks lugematute sisselogimiste ja paroolide meeldejätmisele ning turvaliste maksetehingute jaoks muutuvad skannerid lõpuks väga levinud ja oluliseks turvatööriistaks.
Tooted, mis võivad teile huvi pakkuda:
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.
Rostest on sertifitseerimismärk, mis garanteerib, et seade vastab kõigile Venemaa keskkonnakaitse ja kasutaja tervise normidele ja standarditele. See märk ei tähenda täiendavaid erinevusi ega eeliseid teiste seadmetega võrreldes.
Globaalne versioon tähendab, et toode on välja antud ülemaailmsele turule ja vastab rahvusvahelistele kvaliteedistandarditele.