Nykyään digitaaliset teknologiat ovat tunkeutuneet lähes kaikille elämämme alueille: teemme parilla napsautuksella ostoksia Internetissä, talletamme ja nostamme käteistä pankkikortille, suoritamme erilaisia toimintoja virtuaalisilla tileillä sekä tallennamme valokuvamme ja muut tietomme pilvitallennus. Kaiken digitaalitekniikan globalisoitumisen myötä henkilötietojen suojaa koskeva kysymys on edelleen ajankohtainen.
Ei ole mikään salaisuus, että nykyaikaiset edistyneet hyökkääjät eivät enää käytä sorkkarautaa ja pääavaimia, vaan käyttävät mestarillisesti samoja digitaalisia tekniikoita ja ohjelmistoja omiin itsekkäisiin tarkoituksiinsa. Älypuhelimet ovat edelleen haavoittuvia, sillä niiden avulla käyttäjä kirjautuu usein eri verkkopalveluihin. Ja jos vielä eilen älypuhelimen tiedot suojattiin kuviolla tai salasanoilla, niin viime vuosina monet valmistajat ovat alkaneet ottaa käyttöön erilaisia biometrisiä suojauksia, jotka perustuvat tiettyjen ihmiskehon osien ainutlaatuiseen rakenteeseen. Erityisesti puhumme sormenjäljistä, kasvojen geometriasta, verkkokalvosta, äänen tunnistamisesta. Biometrinen todennus on melko luotettava ja kätevä suojausmenetelmä. Ja mikä tärkeintä, et unohda sellaista "salasanaa", et vakoile sitä, ja lisäksi se on aina niin sanotusti käsillä. Tänään puhumme älypuhelimen sormenjälkitunnistimesta tai toisin sanoen sormenjälkitunnistimesta. On mielenkiintoista tietää, mikä tämä laite on, minkä tyyppisiä skannereita on olemassa ja miten se toimii.
On syytä huomata, että tunnistusprosessi sormenjälkien avulla vastaa luotettavimpia menetelmiä, joilla käyttäjän henkilöllisyys voidaan varmistaa. Todennuksen tarkkuuden kannalta sormenjälkien skannaus on toinen silmän verkkokalvon skannauksen ja DNA-analyysin jälkeen. Ihmisen sormenjälkiä edustavat iholla olevat papillaariset kuviot, jotka ovat yksilöllisiä jokaiselle henkilölle, ja ne ilmestyvät kohdussa, kahdentenatoista viikolla, synkronisesti hermoston kanssa. Mielenkiintoista on, että papillaareihin voivat vaikuttaa erilaiset tekijät, esimerkiksi tämä koskee lapsen geneettistä koodia ja muuta. Toisin sanoen papillaarikuviot ovat iholla olevia harjuja ja uria, jotka muodostavat ainutlaatuisen ja ainutlaatuisen kuvion. Pienikään vamma tai ihovaurio ei voi "pyyhkiä" tulostetta, koska se palautuu ajan myötä, ellei tietenkään ole vamman seurauksena irronnut puoli sormea.
Kuinka sormenjälkitunnistin toimii nykyaikaisessa älypuhelimessa?
Sormenjälkitunnistimella on kaksi päätoimintoa. Ensimmäisellä niistä skanneri lukee sormenjälkikuvan, kun taas toinen toiminto tarkistaa sormenjäljen vastaavuuden tietokannassa oleviin sormenjälkiin. Lähes kaikki nykyaikaiset älypuhelimet käyttävät optisia skannereita. Niiden toimintaperiaate on samanlainen kuin digitaalikameroissa. Kuva on otettu mikropiirillä, joka sisältää valoherkkiä valodiodeja sekä itsenäistä valonlähdettä LED-matriisin muodossa, jonka avulla sormen kuviot korostetaan.
Kun valo osuu luettavaan papillaarikuvioon, syntyy sähkövaraus fotodiodien avulla, jolloin tulevaan kuvaan painuu yksittäinen pikseli. Käyttämällä pikseleitä, joiden voimakkuus vaihtelee, skanneriin muodostetaan sormenjälkikuva. Lisäksi skanneri tarkistaa kuvan laadun ennen sormenjäljen tarkistamista tietokannasta.
Sormenjälkikuvan vastaanottamisen jälkeen se analysoidaan erityisellä ohjelmistolla monimutkaisten algoritmien avulla. Muuten analysoidaan kolmenlaisia sormenjälkikuvioita: kaari, silmukka ja kihara. Kun ohjelmisto on määrittänyt kuviotyypin, kuvioiden rivien päätteet tunnistetaan (katkokohdat tai haaroittumat, joita kutsutaan erikoisuuksiksi), koska ne ovat ainutlaatuisia ja niiden avulla voidaan tunnistaa laitteen omistaja. Seuraavaksi tulee melko monimutkainen analyysi, jossa skanneri analysoi yksityiskohtien sijainnin toisiinsa nähden jakaen tulosteen mikrolohkoihin. On huomionarvoista, että sovitusprosessin aikana skanneri ei analysoi yhtäkään kuvion riviä. Skanneri havaitsee osumat yksittäisissä lohkoissa ja käyttää niitä samankaltaisuuden määrittämiseen.
Millaisia sormenjälkitunnistimia on olemassa?
Optisia skannereita on kahta päätyyppiä. Mitä tulee ensimmäiseen, se poistaa halutun alueen sormesta koskettamalla sitä suoraan skanneriin. Tätä tyyppiä käytetään Applen älypuhelimissa iPhone 5s:stä alkaen. Toisesta tyypistä huomautamme, että tässä tapauksessa käyttäjä liu'uttaa sormea optisen skannerin yli. Tuloksena on sarja kuvia, jotka yhdistetään yhdeksi ohjelmistolla. Samsung käytti tätä tyyppiä tuotteissaan jonkin aikaa, mutta ajan myötä se siirtyi ensimmäiseen tyyppiin, koska se on kätevämpi, vaikkakin kalliimpi. Optisen sormenjälkitunnistimen suurin haittapuoli on sen herkkyys naarmuille ja saastumiselle. Voit myös "ympyröidä sen sormen ympärille" käyttämällä sormen falangin kipsiä.
On myös syytä huomata puolijohdetyyppinen sormenjälkitunnistin, jota ei käytetä älypuhelimissa useista syistä. Häntä on mahdotonta pettää sormijäljennöksen avulla. Toinen sormenjälkitunnistintyyppi on ultraäänitunnistin. Sillä on suuret kehitysnäkymät, ja se toimii lääketieteellisen ultraäänen periaatteella. On melkein mahdotonta pettää sitä, koska se pystyy tunkeutumaan ihon epidermaaliseen kerrokseen, mikä on ainutlaatuinen.
On huomattava, että skannerit voidaan sijoittaa älypuhelimen eri osiin. Monet valmistajat asentavat sormenjälkitunnistimen takapaneeliin, viime aikoina on ollut muoti sivureunassa, ja HMD valmistelee uutta lippulaivaansa integroidulla näytössä olevalla skannerilla.
Melkein jokainen pienen budjetin älypuhelin on nyt varustettu sormenjälkitunnistimella. Useimmat valmistajat väittävät, että sormenjälkitunnistimien käyttö ei ole vain kätevää, vaan myös turvallista.
Olemme kaikki tottuneet käyttämään tätä tekniikkaa älypuhelimiemme lukituksen avaamiseen, mutta se voi suorittaa monia hyödyllisiä toimintoja. Monet uskovat, että Apple käytti tätä tekniikkaa ensimmäisenä iPhone 5S:ssä. Itse asiassa vuosina 2002–2011 noin 30 sormenjälkitunnistimella varustettua puhelinta tuli myyntiin. Vuonna 2011 Motorola julkaisi älypuhelimen Android-käyttöjärjestelmällä, jonka takakannessa oli täysimittainen sormenjälkitunnistin. Laite ja uusi tekniikka unohdettiin kuitenkin lähes välittömästi, ja vain Applen työntekijät pystyivät herättämään kiinnostuksen sitä kohtaan.
Millaisia sormenjälkitunnistimia on olemassa?
Skannereita on useita tyyppejä, joista yleisin on optinen. Useimmat valmistajat käyttävät tätä tyyppiä - se ei ole vain budjettiystävällisin, vaan myös helpoin toteuttaa. Toimintaperiaate on "valokuvaa" ja muistaa sormenjälki. Tällaisilla sormenjälkitunnisteilla on useita haittoja, koska skannerin saastuminen, sormen puhtaus ja kosteus sekä mekaaniset vauriot vaikuttavat laatuun ja vastenopeuteen. Lisäksi niitä on helpoin pettää.
Ultraäänisormenjälkitunnistimet ovat vähitellen korvaamassa edeltäjänsä. Ne skannaavat sormen pintaa ääniaaltojen avulla. Tämä tekniikka on turvallisempaa, vasteaika lyhyempi, lika ja ihovauriot eivät ole vaarallisia. Tällä hetkellä useat kiinalaisten valmistajien huippuälypuhelimet on varustettu tämän tyyppisellä anturilla.
Sormenjälkitunnistimen ominaisuudet
Älä unohda, että älypuhelimella on nykyään todella erittäin tärkeä rooli melkein jokaisen ihmisen elämässä. Tämä ei ole vain laite puheluiden soittamiseen ja viestien kirjoittamiseen, vaan se on myös todellinen henkilötietojen, valokuvien, muistojen, muistiinpanojen ja taloustietojen arkisto. Kaikki tämä vaatii luotettavan suojan, jonka tarjoaa sormenjälkitunnistin. Siksi sen ensimmäinen tehtävä on pystyä älypuhelimen lukituksen avaus.
Toinen funktio voidaan kutsua pääsy henkilökohtaisiin tiedostoihin. Joissakin Android-älypuhelimissa voit asettaa sormenjälkipyynnön laitteen lukituksen avaamisen lisäksi myös tiettyjä sovelluksia, kuten galleriaa, kalenteria tai asiakirjoja avattaessa. Lisäksi tämä toiminto on hyödyllinen tiettyjen rahoitussovellusten pääsyn rajoittamiseen. Muista vain kuinka moni lapsi osti tavaroita tai tankkeja verkkopeleissä vanhempiensa älypuhelimilla?
Joissakin Huawei-malleissa voit käyttää sormenjälkitunnistinta vastaa puheluun- Sinun tarvitsee vain laittaa sormesi skannerin päälle ja odottaa keskustelun alkamista. Ensi silmäyksellä tämä toiminto vaikuttaa kätevältä, mutta toisaalta on suuri todennäköisyys nostaa puhelin vahingossa.
Maksu Internetissä. Erikoissovelluksia käyttämällä voit tehdä ostoksia verkkokaupoissa, siirtää rahaa, maksaa sähkölaskuja ja paljon muuta. Sormenjälkitunnistimen avulla voit lyhentää tapahtumaan kuluvaa aikaa merkittävästi ja vahvistaa maksun yksinkertaisesti koskettamalla sormenjälkeä.
Tiedonsiirto . Älypuhelimissa on monia toimintoja, joista yksi mahdollistaa tiedoston siirtämisen laitteesta toiseen langattomasti esimerkiksi Bluetoothin kautta. Jotta et syötä salasanaasi uudelleen, voit vahvistaa toiminnon sormenjälkitunnistimella.
Skannerin avulla voit sammuta herätys. Toimintaperiaate on täsmälleen sama kuin kaikissa yllä mainituissa tapauksissa - heti kun hälytyksen ääni kuuluu, aseta sormesi anturin päälle ja hälytys sammuu automaattisesti. Älä vain unohda asettaa automaattista toistoa, muuten saatat nukahtaa.
Kuinka luotettava sormenjälkitunnistin on?
Sormenjälkitunnistimia voidaan perustellusti pitää luotettavina. Hakkerit ovat kuitenkin jo oppineet hakkeroimaan niitä. Yleisin tapa on ottaa valokuva tulosteesta (esimerkiksi läpinäkyvään lasimaljakkoon), tulostaa se mustesuihkutulostimella ja kiinnittää skanneriin. Tämä menetelmä toimii vain ensimmäisen sukupolven sormenjälkitunnistimien kanssa.
Avataksesi uusia sukupolvia sinun tulee olla fiksu - tee kipsi silikonista. Tietenkin nämä menetelmät muistuttavat enemmän elokuvien esimerkkejä, mutta sinun on silti oltava valppaana ja huolehdittava älypuhelimestasi.
Tervehdys kaikille Xiaomi-faneille! Julkaisemme uuden julkaisusarjan älypuhelimiesi yksityiskohdista ja niiden toiminnasta!
Lähes kaikki nykyaikaiset älypuhelimet on varustettu sormenjälkitunnistimella. Mutta kaikki eivät tiedä kuinka se toimii. Tänään kerromme sinulle tästä komponentista.
Elämme maailmassa, jossa digitaalitekniikka on tunkeutunut kaikkiin elämän osa-alueisiin. Teemme ostoksia verkossa, tallennamme rahaa korteille ja virtuaalisille tileille sekä tallennamme henkilökohtaisia valokuvia verkkovarastoihin. Siksi henkilötietojen suojakysymys on kiireellisempi kuin koskaan. Lopuksi, jos hyökkääjät pääsevät käsiksi henkilötietoihin, tämä voi johtaa suuriin ongelmiin. Älypuhelimet ovat tässä suhteessa erityisen haavoittuvia, koska ne tarjoavat pääsyn moniin verkkopalveluihin. Tätä varten useimmat valmistajat valmistavat älypuhelimia, joissa on sormenjälkitunnistin käyttäjien henkilötietojen suojaamiseksi. Älypuhelin voi helposti kadota, ja tässä tapauksessa hyökkääjät voivat saada väliaikaisen pääsyn siihen. Useimmissa tapauksissa älypuhelimen tiedot suojataan salasanoilla tai kuvionäppäimillä. Mutta tämä ei ole aina turvallista ja luotettavaa. Biometrinen suojaus on uusi vaihe nykyaikaisten laitteiden suojauksessa, joka perustuu joidenkin kehon osien ainutlaatuisuuteen. Esimerkiksi pupillit, verkkokalvo, kasvojen geometria, ääni, sormenjäljet. Biometrisen todennuksen avulla voit tarjota luotettavan ja kätevän suojan. Mutta tämä ei ole aina sopivaa eikä aina turvallista (sitä lisää myöhemmin). Tällaista "salasanaa" ei voi unohtaa tai vakoilla, se on erittäin vaikea väärentää, ja se on aina lähellä. Puhutaanpa sormenjälkitunnistimen toimintaperiaatteesta ja ominaisuuksista. Tämä tunnistusmenetelmä perustuu sormien ainutlaatuiseen papillaarikuvioon.
Se on helppokäyttöinen, luotettava ja monipuolinen, sitä on vaikea väärentää (käyttämällä tulostetta tai valokuvaa (toinen menetelmä on vielä vaikeampi) sormenjälkien tunnistus suoritetaan erityisellä skannerilla, joka lukee papillaarikuvion, muuntaa sen ja vertaa sitä näytteeseen. Skannausmenetelmiä on kolme.
Sormenjälkitunnistimien tyypit
1. Optinen.
Tämä skanneri on pieni digikamera. LEDin valo heijastuu sormesta ja osuu valoherkkään matriisiin, joka muuntaa optisen signaalin digitaaliseksi. Laite ei lue, analysoi ja vertaa tulostetta, vaan geometriaa: viivojen välistä etäisyyttä, muotoa ja pyöristystä. Optisia skannereita on kahdenlaisia. Ensimmäinen ottaa kuvan halutusta sormen alueesta, kun käyttäjä koskettaa skanneria. 
Jos käytät toisen tyyppistä optista skanneria, sinun on liu'utettava sormesi skannerin yli. Skanneri ottaa sarjan kuvia ja yhdistää ne yhdeksi ohjelmistotasolla. Tämä menetelmä tunnetaan viivästetyn toiminnan (liukumisen) menetelmänä. Sitä käytetään Samsungin Galaxy S5:ssä, mutta yritys hylkäsi tämän skannerin myöhemmissä malleissa. Ensimmäisen tyyppinen optinen skanneri on kalliimpi kuin toinen (hidastoiminen), koska se käyttää suurempaa anturia luodakseen täyden kuvan sormenjäljestä, mutta samalla se on kätevämpi loppukäyttäjälle. Optisten skannerien yleisin haittapuoli on niiden herkkyys lialle, naarmuille ja sormen fyysinen kunto (esim. kosteus). Lisäksi tällainen skanneri voidaan pettää sormenjälkikuvalla, jonka hakkeriryhmä Chaos Computer Club on onnistuneesti todennut. He valokuvasivat sormenjäljen lasille korkealla resoluutiolla, tulostivat sen lasertulostimella, täyttivät sen nestemäisellä lateksilla, ja kuivumisen jälkeen skanneri tunnisti tulosteen, joka ei ollut huonompi kuin todellinen sormenjälki. Siten oli mahdollista ohittaa Samsungin ja Applen luoman laitteen suojaus.
2. Puolijohteisiin (pii) perustuva skanneri.
Tämä skanneri on suunniteltu ottaen huomioon, että puolijohteet voivat muuttaa ominaisuuksiaan kosketuspisteissä. Nämä skannerit voivat olla erityyppisiä: kapasitiivinen, radiotaajuus, lämpö. Niitä ei käytetä nykyaikaisissa älypuhelimissa, mikä johtuu ehkä toteutuksen monimutkaisuudesta mobiililaitteiden pienen koon ja korkeiden kustannusten vuoksi. Tämän tekniikan suuri etu on, että sitä ei voi huijata painatuksella. 
3. Ultraääni skanneri.
Mielestämme tämä on tähän mennessä lupaavin sormenjälkitunnistin. Ultraääniskannerit toimivat ultraäänen periaatteella ja luovat visuaalisen kuvan sormenjäljestä. Ääniaallot luodaan pietsosensorilla. Ne putoavat sormelle ja heijastuva kaikusignaali tallennetaan erityisillä antureilla. Toisin kuin optinen kuvantaminen, nämä skannerit käyttävät korkeataajuisia ääniaaltoja, jotka voivat tunkeutua ihon epidermaalisen kerroksen ainutlaatuiseen rakenteeseen. 
Tämä ei vaadi sormen olevan puhdas, kuiva tai ehjä. Ultraääniskanneria ei voi huijata sormenjälkikuvalla, koska se luo kolmiulotteisen kuvan ihosta ja tallentaa myös pulssin. Maaliskuussa 2018 Qualcomm esitteli tähän teknologiaan perustuvan kehitystyönsä.
Lisäprosessori vastaa skannatun sormenjäljen käsittelystä, ja muunnettu koodi tallennetaan yksinomaan erityisesti eristettyyn paikkaan. Sormenjälkitunnistimella voit avata älypuhelimesi lukituksen ja kirjautua sisään eri maksujärjestelmiin, ottaa valokuvan ja paljon muuta. Sen mukana tulee myös useita kolmansien osapuolien sovelluksia. Lisätty maksutoimintoja G Payhin sormenjäljen ja skannerin avulla tietojen suojaamiseksi kolmansien osapuolien ohjelmilta.
Johtopäätös
Android-älypuhelimissa sormenjälkitunnistin lisättiin ensin Motorola Atrix 4G:hen, mutta hankalan suunnittelunsa vuoksi se ei ollut suosittu. Samsungin lippulaiva Galaxy S5 oli läpimurto. Sormenjälkitunnistimen avulla voit paitsi avata älypuhelimesi lukituksen, myös kirjautua sisään PayPal-maksujärjestelmään. Lisäksi skanneri voi toiminnallisuutensa ansiosta käyttää kolmannen osapuolen sovelluksia. Mutta sormenjälkien skannaustavasta (hidastusmenetelmä) johtuen Samsung S5:ssä käytetystä ratkaisusta puuttui sormenjälkien kirjautumisominaisuus. 
Applen käyttöjärjestelmien luonteesta johtuen sen haittaohjelmien torjuntaratkaisu on tehokkaampi. On huomattava, että versiota 6 aikaisemmissa Android-järjestelmissä ei ollut alkuperäistä tukea tälle todennusmenetelmälle. Vain Android Marshmallow -sovelluksella Google on ottanut sormenjälkitunnistimen tuen suoraan järjestelmään. Uudessa käyttöjärjestelmän versiossa kehittäjien oli helpompi toteuttaa skanneria tukevia sovelluksia, koska riitti lisäämällä tuki järjestelmäsovellusliittymille. Nyt valmistajan ei tarvinnut kehittää ratkaisuja tyhjästä tai mukauttaa valmiita ohjelmistoja, jotka eivät olleet laadukkaita tai helppokäyttöisiä.
Tällä hetkellä sormenjälkitunnistinmoduuli ei ole enää älypuhelinmarkkinoiden johtavien toimijoiden lippulaivojen etu. Melkein kaikki valmistajat ottivat tämän suuntauksen, ja skanneri alkoi näkyä jopa budjettimalleissa.
Mutta nyt emme enää suosittele tällaisen biometrisen turvajärjestelmän käyttöä maksujärjestelmissä tai henkilötietojen tallentamista. Tästä todisteena on lukuisia esimerkkejä tämäntyyppisen suojan ohittamisesta. Ehkä ultraäänikaikutekniikan käyttöönotto auttaa korjaamaan tämän ongelman. Mutta tapana avata älypuhelimesi lukitus ja suojautua uteliailta tuntemattomilta, sormenjälkitunnistin on erinomainen vaihtoehto.
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 optiseen kuvaan, lähinnä valokuvaan, ja käyttää erityisiä algoritmeja pinnan ainutlaatuisten kuvioiden, kuten kohoumien tai ainutlaatuisten merkintöjen, tunnistamiseen analysoimalla kuvan vaaleimmat ja tummimmat alueet.
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 tyypillisesti suuren määrän diodeja tuumaa kohden, jotta lähikuvat näkyvät selkeämmin. Kun skannataan sormea, skanneri on pimeässä, joten optisissa skannereissa on myös LEDit, jotka toimivat salamana skannauksen aikana. Tällainen sisäinen laite lisää ylimääräisiä millimetrejä paksuutta älypuhelimeen ja vaikuttaa negatiivisesti lopulliseen muototekijään.
Optisten skannerien suurin haitta on niiden epäluotettavuus. Niiden avulla saadaan vain kaksiulotteinen kuva, joka voidaan "pettää" toisella hyvälaatuisella kuvalla tai siitä keinotekoisesti luodulla tulosteella. Sinun ei pitäisi luottaa tämän tyyppiseen skanneriin, sillä se ei ole tarpeeksi turvallinen suojaamaan tärkeimpiä tietoja.
Nykyään älypuhelimien sormenjälkitunnistimia on eri muotoisia ja kokoisia, mutta niissä ei ole optisia skannereita. Vastaavasti resistiivisten kosketusnäyttöjen leviämisen alkaessa, 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 sormenjäljekuvan luomisen sijaan kondensaattoriskannerit käyttävät pieniä kondensaattoreita keräämään tietoja sormenjäljestä. Jos liität sähkövarausta varastoivia kondensaattoreita johtavaan piirilevyyn, voit käyttää niitä sormenjälkitietojen lukemiseen. Varaus kondensaattoreissa muuttuu hieman, kun sormi koskettaa korttia, ja samalla ilmarako jättää varauksen suhteellisen ennalleen. Operaatiovahvistimen integrointipiiriä käytetään muutosten seuraamiseen, ja muutokset voidaan myöhemmin tallentaa analogia-digitaalisignaalimuuntimella.
Kun digitaaliset tiedot on skannattu, ne voidaan analysoida erottuvien ja ainutlaatuisten sormenjälkien ominaisuuksien löytämiseksi, 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: eri materiaalit aiheuttavat erilaisia muutoksia kondensaattorin varauksessa. Ainoa tietoturvariski voi johtua mahdollisuudesta hakkeroida ohjelmisto tai laitteisto.
Luomalla riittävän suuri joukko tällaisia kondensaattoreita (satoja, ellei tuhansia kondensaattoreita yhdessä skannerissa) on mahdollista saada erittäin yksityiskohtaisia kuvia sormenjäljen harjoista ja urista käyttämällä vain sähköisiä signaaleja. Analogisesti optisten antureiden kanssa enemmän kondensaattoreita lisää skannerin tarkkuutta ja lisää suojausta tietylle tasolle.
Koska piirissä on enemmän komponentteja, kondensaattoriskannerit voivat olla kalliimpia. Jotkut varhaiset mallit yrittivät vähentää tarvittavien kondensaattorien määrää käyttämällä "swipe"-skannereita, jotka saivat tietoa harvemmista kondensaattorielementeistä ja päivittivät tulokset nopeasti, kun sormea pyyhkäistiin anturin yli. Menetelmä oli melko pitkälle kehitetty ja vaati usein useita yrityksiä skannauksen onnistumiseen. Onneksi yksinkertaisempi anturin toimintamalli on nykyään yleinen: pelkkä painallus ja painettuna riittää.
Ultraääni skannerit
Uusin sormenjälkitekniikka, joka esiteltiin ensimmäisen kerran Le Max Pro -älypuhelimessa. 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 välittyy osittain takaisin anturiin riippuen kunkin painatuksen tuberkuloista, huokosista ja muista yksityiskohdista.
Palautuvan signaalin lukemiseen ei ole mikrofonia, vaan käytetään anturia, joka voi lukea mekaanisen rasituksen laskeakseen paluusignaalin intensiteetin anturin eri kohdissa. Skannaus pidemmän ajanjakson aikana mahdollistaa lisätietojen lukemisen, mikä 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 lisäkomponenteilla ja ohjelmistoilla voi olla suuri rooli tuotteiden erottamisessa kuluttajien käytettävissä olevista suorituskyvyistä ja toiminnoista.
Fyysisen skannerin mukana on erillinen siru, joka tulkitsee skannatut tiedot ja välittää ne vaaditussa muodossa älypuhelimen prosessorille. Eri valmistajat käyttävät algoritmeja tunnistaakseen tärkeimmät sormenjälkien ominaisuudet, jotka eroavat hieman nopeuden ja tarkkuuden suhteen.
Tyypillisesti nämä algoritmit "etsivät" paikkaa, jossa kohoumat ja viivat päättyvät tai missä kuoppa jakautuu kahtia. Näitä ja muita erityispiirteitä kutsutaan yhdessä 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 vertailu vähentää sormenjäljen tunnistamiseen tarvittavaa käsittelytehoa, auttaa välttämään virheet sormenjäljen tahriintuessa ja mahdollistaa myös epäkeskisen sormen tai vain osan sormen skannaamisen. sormenjälki.
Tietenkin tällaiset tiedot tulisi tallentaa turvallisesti laitteeseen ja pitää poissa koodista, joka voi vaarantaa sen. Sen sijaan, että ARM-prosessorit lataavat käyttäjätietoja verkkoon, ne voivat tallentaa ne turvallisesti erilliselle fyysiselle sirulle käyttämällä TrustZone-pohjaista Trusted Execution Environment (TEE) -tekniikkaansa. Tätä suojattua tallennustilaa käytetään myös muihin salausprosesseihin, ja se viestii suoraan suojattujen laitteistokomponenttien, kuten sormenjälkitunnistimen, kanssa ohjelmistojen sieppausyrityksen 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. normaaleissa käyttöympäristöjärjestelmissä. 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 sormenjäljelläsi, eivätkä henkilökohtaiset tietosi poistu älypuhelimesta. Tämä saavutetaan lähettämällä digitaalisia avaimia palvelimelle biometristen tietojen sijaan.
Sormenjälkitunnistimista on tullut varsin turvallinen vaihtoehto lukemattomien salasanojen ja käyttäjätunnusten muistamiselle, ja turvallisten mobiilimaksujärjestelmien jatkuva kehittäminen tarkoittaa, että näistä skannereista tulee jatkossa yleisempiä ja tärkeämpiä tietoturvatyökaluja.
Joten mikä on sormenjälkitunnistin?
Tämä on eräänlainen biometrinen turvatekniikka, joka käyttää laitteisto- ja ohjelmistomenetelmien yhdistelmää käyttäjän sormenjäljen tunnistamiseen. Se tunnistaa ja todentaa henkilön sormenjäljet salliakseen tai estääkseen pääsyn älypuhelimeen, sovellukseen ja muihin paikkoihin, jotka tarvitsevat suojaa ei-toivotulta häiriöltä. On monia muita tapoja suojata henkilökohtaisia tietoja, kuten: biometriset tiedot, iirisskannaus, verkkokalvon skannaus, kasvojen piirteiden skannaus ja niin edelleen, aina erityiseen veri- tai kävelytestiin asti. Muuten, kävelyanalyysi esitettiin Mission Impossible -elokuvasarjassa Tom Cruisen kanssa. Jotkut älypuhelimet käyttävät jopa iirisskanneria, mutta tämän ominaisuuden toteutus on luonnollisesti kaukana ihanteellisesta. Miksi sormenjälkitunnistin? Se on yksinkertaista: sormenjälkien skannauslevyt ovat melko halpoja ja helppoja valmistaa ja käyttää. Kosketa skanneria, niin Redmi Note 3 avautuu välittömästi ja on käyttövalmis.
Aivan kuten on olemassa erilaisia biometrisiä turvatekniikoita, sormenjälkitunnistimilla on erilaisia tekniikoita ja toteutusmenetelmiä. Sormenjälkitunnistimia on kolmenlaisia:
- Optiset skannerit;
- Kapasitiiviset skannerit;
- Ultraääni skannerit.
Optiset skannerit
Optiset sormenjälkitunnistimet ovat vanhin menetelmä sormenjälkien sieppaamiseen ja vertailuun. Kuten nimestä saatat arvata, tämä menetelmä perustuu sormenjäljen optisen kuvan ottamiseen. Pohjimmiltaan se on valokuva sormenjäljestä, joka kuvauksen jälkeen käsitellään erityisillä algoritmeilla, jotka havaitsevat pinnalla olevat ainutlaatuiset kuviot, kuten harjanteet ja ainutlaatuiset kiharat, analysoimalla kuvan vaaleimmat ja tummimmat alueet.
Aivan kuten älypuhelimen kamerassa, näillä antureilla on rajallinen resoluutio, ja mitä korkeampi resoluutio, sitä tarkempia kuvion yksityiskohtia anturi havaitsee sormessasi, sitä suurempi turvallisuus on. Näillä antureilla on kuitenkin paljon suurempi kontrasti kuin tavallisessa kamerassa. Niissä on tyypillisesti erittäin suuri määrä diodeja tuumaa kohden kuvien ottamiseksi lähietäisyydeltä. Mutta kun laitat sormesi skannerin päälle, sen kamera ei näe mitään, koska on pimeää, vastustat. Oikein. Siksi optisissa skannereissa on myös kokonaisia LED-valoja salamana skannausalueen valaisemiseksi. Ilmeisesti tämä muotoilu on liian tilaa vievä puhelimeen, jossa rungon ohuus on tärkeä rooli.
Optisten skannerien suurin haitta on, että niitä on melko helppo huijata. Optiset skannerit tallentavat vain 2D-kuvia. Monet ovat nähneet, kuinka yksinkertaisten manipulaatioiden avulla samalla PVA-liimalla tai yksinkertaisesti korkealaatuisella valokuvalla skanneri hakkeroidaan ja pääsy tärkeisiin asiakirjoihin tai kissoihin saadaan. Siksi tämäntyyppinen suojaus ei sovellu älypuhelimille.
Aivan kuten voit nyt löytää älypuhelimia, joissa on resistiivinen näyttö, saatat löytää myös optisia sormenjälkitunnisteita. Niitä käytetään edelleen monilla alueilla, paitsi niillä, joissa tarvitaan todellista turvallisuutta. Äskettäin tekniikan kehityksen ja vakavamman turvallisuuden kasvavan kysynnän myötä älypuhelimet ovat yksimielisesti ottaneet käyttöön ja käyttävät kapasitiivisia skannereita. Niitä käsitellään alla.
Kapasitiiviset skannerit
Tämä on nykyään yleisin sormenjälkitunnistin. Kuten nimestä voi päätellä, kondensaattori on kapasitiivisen skannerin tärkein skannausmoduuli. Perinteisen sormenjälkikuvan luomisen sijaan kapasitiiviset skannerit käyttävät pieniä kondensaattoripiirejä sormenjälkitietojen keräämiseen. Kondensaattorit varastoivat sähkövarauksen ja jos asetat sormesi skannerin pinnalle, kondensaattoriin kertynyt määrä muuttuu hieman niissä paikoissa, joissa kuvion harja koskettaa levyä, ja pysyy suhteellisen muuttumattomana siellä, missä painaumat kuviot ovat päinvastaisia. Op-amp-integraattoripiiriä käytetään seuraamaan näitä muutoksia, jotka voidaan sitten tallentaa A/D-muuntimella.
Kun sormenjälkitiedot on kaapattu, tiedot muunnetaan digitaaliseksi dataksi ja etsitään sormenjäljen yksilöllisiä ja ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka puolestaan voidaan tallentaa vertailua varten myöhempään vaiheeseen. Tämän tekniikan tärkein etu on, että se on paljon parempi kuin optiset skannerit. Skannauksen tuloksia ei voida toistaa kuvan kanssa, ja on uskomattoman vaikeaa pettää käyttämällä proteeseja eli sormenjälkivalotusta. Kuten edellä on kirjoitettu, tämä johtuu siitä, että kun sormenjälki tunnistetaan, tallennetaan hieman erilaiset tiedot, nimittäin muutokset kondensaattorin varauksessa. Ainoa todellinen tietoturvauhka tulee kaikista laitteistoista tai ohjelmistoista.
Kapasitiiviset sormenjälkitunnistimet käyttävät melko suuria ryhmiä näitä kondensaattoreita, yleensä satoja, ellei tuhansia, yhdessä skannerissa. Tämä mahdollistaa erittäin yksityiskohtaisen kuvan sormenjäljen harjuista ja laaksoista. Kuten optisissa skannereissa, suurempi määrä kondensaattoreita tarjoaa korkeamman skannerin resoluution, mikä lisää tunnistustarkkuutta ja vastaavasti turvallisuustasoa aina pienimpien pisteiden tunnistamiseen asti.
Sormenjälkien tunnistuspiirissä olevien komponenttien suuren määrän vuoksi kapasitiiviset skannerit ovat yleensä hieman kalliimpia kuin optiset skannerit. Kapasitiivisten skannerien varhaisissa iteraatioissa monet valmistajat yrittivät alentaa kustannuksia vähentämällä sormenjälkien tunnistamiseen tarvittavien kondensaattorien määrää. Tällaiset ratkaisut eivät lähes aina olleet kovin onnistuneita ja monet käyttäjät valittivat tunnistuksen laadusta, koska heidän piti laittaa sormensa siihen useita kertoja skannatakseen sormenjäljen. Onneksi nykyään tätä tekniikkaa on jo paranneltu ja vaativakin käyttäjä on tyytyväinen. On syytä huomata, että jos sormesi on likainen tai liian märkä/rasvainen, kapasitiivinen skanneri ei joskus pysty tunnistamaan sormenjälkeä. Pesevätkö he kuitenkin käsiään? :)
Ultraääni skannerit
Ultraäänisormenjälkitunnistimet ovat tällä hetkellä uusin sormenjälkitunnistusteknologia. Tämän tyyppistä skanneria käytettiin ensimmäisen kerran Le Max Pro -älypuhelimessa. Tämä puhelin käyttää amerikkalaisen Qualcommin teknologiaa Sense ID:n kanssa.
Ultraääniskanneri tunnistaa sormenjäljen ultraäänilähettimen ja -vastaanottimen avulla. Ultraäänipulssi välittyy suoraan sormeen, joka asetetaan skannerin eteen. Osa tästä impulssista imeytyy ja osa palaa vastaanottimeen ja tunnistetaan edelleen riippuen sormenjäljen harjanteista, laaksoista ja muista sormenjäljen yksityiskohdista, jotka ovat yksilöllisiä jokaiselle sormelle. Ultraääniskannereissa mekaanisen rasituksen havaitsevaa anturia käytetään laskemaan palaavan ultraäänipulssin intensiteetti skannerin eri kohdissa. Skannaus pidempään mahdollistaa sormenjäljen lisäsyvyystietojen tallentamisen, mikä johtaa erittäin yksityiskohtaisiin 3D-kuviin skannatusta sormenjäljestä. 3D-tekniikan käyttö tässä skannausmenetelmässä tekee siitä turvallisimman vaihtoehdon kapasitiivisille skannereille. Tämän tekniikan ainoa haittapuoli on, että sitä ei ole vielä kehitetty ja se on liian kallista. Ensimmäiset älypuhelimet, joissa on tällaisia skannereita, ovat edelläkävijöitä tällä alalla. Samasta syystä Xiaomi ei käyttänyt ultraääniskanneria lippulaivassaan Mi5.
Sormenjälkien käsittelyalgoritmit
Vaikka useimmat sormenjälkitunnistimet perustuvat hyvin samanlaisiin laitteistoperiaatteisiin, lisäkomponenteilla ja ohjelmistoilla voi olla tärkeä rooli sormenjälkien tunnistamisessa. Eri valmistajat käyttävät useita erilaisia algoritmeja, jotka ovat "kätevimpiä" tietylle prosessorimallille ja käyttöjärjestelmälle. Näin ollen sormenjälkien tärkeimpien ominaisuuksien tunnistamisen nopeus ja tarkkuus voivat vaihdella valmistajien välillä.
Tyypillisesti nämä algoritmit etsivät, missä harjanteet ja kourut päättyvät, leikkaavat ja jakautuvat kahteen osaan. Yhdessä painokuvion piirteitä kutsutaan "minutioiksi". Jos skannattu sormenjälki vastaa useita "pieniä asioita", se katsotaan vastaavaksi. Mitä varten tämä on? Sen sijaan, että vertailtaisiin joka kerta kokonaisia sormenjälkiä, minuuttikohtaiset vertailut vähentävät kunkin sormenjäljen käsittelyyn ja tunnistamiseen tarvittavaa käsittelytehoa. Tämä menetelmä auttaa myös välttämään virheitä skannattaessa sormenjälkeä, ja mikä tärkeintä, on mahdollista asettaa sormi ei kokonaan. Etkö koskaan laita sormeasi oikein? Ei tietenkään.
Nämä tiedot tulee säilyttää turvallisessa paikassa laitteessasi ja riittävän kaukana koodista, joka saattaa vaarantaa skannerin luotettavuuden. Sen sijaan, että prosessori tallentaisi käyttäjätietoja verkkoon, se tallentaa sormenjälkitiedot turvallisesti TEE:n (Trusted Execution Environment) fyysiselle sirulle. Tätä suojattua vyöhykettä käytetään myös muihin salausprosesseihin, ja se pääsee suoraan suojauslaitteistoalustoihin, kuten samaan sormenjälkitunnistimeen, ohjelmistovalvonnan ja tunkeutumisen estämiseksi. Nämä algoritmit voivat vaihdella eri valmistajilla tai jopa järjestää eri tavalla, esimerkiksi Qualcommilla on Secure MCM -arkkitehtuuri ja Applella Secure Enclave, mutta ne kaikki perustuvat samaan periaatteeseen tallentaa nämä tiedot erilliseen osaan. prosessorista.
Sormenjälkitunnistimesta on tullut varsin turvallinen vaihtoehto lukemattomien kirjautumistunnusten ja salasanojen muistamiselle, ja turvallisissa maksutapahtumissa niistä tulee lopulta hyvin yleinen ja tärkeä tietoturvatyökalu.
Tuotteet, jotka saattavat kiinnostaa sinua:
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.
Rostest on sertifiointimerkki, joka takaa, että laite on kaikkien Venäjän ympäristönsuojelua ja käyttäjien terveyttä koskevien normien ja standardien mukainen. Tämä merkki ei tarkoita ylimääräisiä eroja tai etuja muihin laitteisiin verrattuna.
Global Version tarkoittaa, että tuote on julkaistu maailmanlaajuisille markkinoille ja täyttää kansainväliset laatustandardit.