Domov › Telefon › Jak se nazývá snímač otisků prstů? Jak funguje snímač otisků prstů na chytrých telefonech? Princip činnosti snímače otisků prstů

Jak se nazývá snímač otisků prstů? Jak funguje snímač otisků prstů na chytrých telefonech? Princip činnosti snímače otisků prstů

Jak se hlouběji ponoříme do systémů souvisejících s bezpečností a kontrolou, mnozí z nás nakonec obrátí svou pozornost biometrické metody osobní identifikace pro určité potřeby.

Biometrie jsou metody pro automatickou identifikaci osoby a potvrzení identity osoby na základě fyziologických nebo behaviorálních charakteristik. Příklady fyziologických charakteristik jsou otisky prstů, tvar ruky, vlastnosti obličeje, duhovka, vlastnosti hlasu, vlastnosti rukopisu. Jak se technologie vyvíjí, všechno se objevuje více způsoby, jak identifikovat lidskou osobu.

Nejoblíbenější metoda biometrická identifikace je rozpoznávání otisků prstů. Myslím, že je to pravda, protože jde o poměrně levnou a časem ověřenou metodu. Existuje více způsobů, jak získat otisk lidského prstu pomocí elektroniky: optické metody získání obrazu otisku prstu - reflexní, přenosové, bezkontaktní metody, kapacitní snímače otisků prstů (polovodičové), radiofrekvenční snímače, snímače tlakovou metodou, tepelné snímače, snímače otisků prstů (polovodičové), snímače otisků prstů (polovodičové), snímače otisků prstů (např. ultrazvuková metoda. Každá metoda získání otisku prstu má své výhody a nevýhody, ale hlavní balanc mezi volbou metody snímání je cena – spolehlivost (nejen účinná ochrana, ale také odolnost vůči vnějším faktorům).

Dotyčný snímač otisků prstů R308 (odkaz na obchod) je optický (metoda odrazu). Tato metoda využívá efektu Frusted Total Internal Reflection. Důsledkem je, že při dopadu světla na rozhraní mezi dvěma prostředími se světelná energie rozdělí na dvě části – jedna se odráží od hranice, druhá proniká přes hranici do druhého prostředí. Podíl odražené energie závisí na úhlu dopadu světelný tok. Počínaje určitou hodnotou daného úhlu se veškerá světelná energie odráží od rozhraní. Tento jev se nazývá totální vnitřní odraz. V případě kontaktu hustšího optického média (plocha prstu) s méně hustým v místě totálního vnitřního odrazu prochází touto hranicí paprsek světla. Od hranice se tedy budou odrážet pouze paprsky světla, které dopadnou na určité body totálního vnitřního odrazu, na které nebyl aplikován papilární vzor prstu. K zachycení výsledného světelného obrazu povrchu prstu se používá speciální obrazový snímač (CMOS nebo CCD, v závislosti na implementaci skeneru).

Pro tato metoda Lze poznamenat následující:

Některé z relativně nejlevnějších snímačů otisků prstů velká plocha skenování prstů
Citlivost na znečištění pracovní plocha senzor
Nízká ochrana proti figurínám
Relativně velké rozměry modulu

Takže snímač otisků prstů R308 vypadá takto:

Rád bych rozebral a podíval se na modul zevnitř, ale design je proveden tak, že není možné opatrně vyšroubovat šrouby a odstranit desku s prvky, protože ji něco drží zevnitř a to je problematické se obejít bez použití páječky, takže byste se neměli pokoušet poškodit integritu modulu , což může vést k jeho selhání.

Tento optický snímač otisků prstů využívá vysokorychlostní digitální signálový procesor jako její základ. Tento modul dokáže přijmout snímek otisku prstu, zpracovat snímek pro uložení nebo vyhledání, uložit data otisku prstu do vlastní paměti a vyhledat shodu mezi přijatým a uloženým otiskem. Pro připojení k ACS (access control systems) má modul rozhraní UART, přes které modul přijímá příkazy a odesílá odpovědi o výsledcích operací. Kromě toho může modul přenést obraz otisku prstu získaný pomocí něj do jiného zařízení. Snímač otisků prstů je navržen tak, že veškeré výpočetní a analytické operace provádí sám, ale pro získání praktické hodnoty modulu je nutné tyto procesy řídit. Tedy na základě odpovědí o výsledcích spouštění příkazů externí mikrokontrolér dokáže pomocí snímače otisků prstů sestavit libovolnou potřebnou logiku pro provoz přístupového systému.

Specifikace snímače otisků prstů R308:

Napájecí napětí – 4,5-5 voltů
Provozní proud – 40 mA
Rozhraní – UART (logická úroveň TTL)
Přenosová rychlost – 9600*n, n=1~12, výchozí 57600 bps
Doba snímání otisku prstu – až 0,5 sekundy
Velikost šablony otisku prstu – 512 bajtů
Míra falešného přijetí (FAR) – méně než 0,001 %
Míra falešného odmítnutí (FRR) – méně než 0,5 %
Úroveň zabezpečení - 5
Průměrná doba vyhledávání – méně než 1 sekunda
Velikost okénka pro čtení otisků prstů – 18x22 mm
Velikost modulu – 55,5x21x20,5 mm
Rozsah provozních teplot –20-+40 stupňů Celsia

Pro připojení k dalším zařízením má R308 6pinový konektor:

Vt – plus napájení pro detektor prstů
Vin – výkon modulu plus
Výstup signálu dotykového detektoru prstu

V dokumentaci jsou uvedeny barvy kabelu přiloženého k modulu, ale v mém případě se barvy neshodovaly, takže je nejspolehlivější určit účel kontaktů podle číslování uvedeného na desce u konektoru modulu.

Struktura datového paketu vysílaného a přijímaného modulem:

Hlavička – hlavička, pevná hodnota 0xEF01 (2 bajty)
Adder – adresa snímače otisků prstů, pevná hodnota 0xFFFFFFFF (4 bajty)
Package identifier – identifikátor datového paketu, 01H – příkazový paket, 02H – datový paket, 07H – paket odpovědi, 08H – konec datového paketu (1 bajt)
Délka balíčku – počet bajtů informačního paketu (zahrnuje součet datových bajtů položek 5 - 6), maximální množství 256 bajtů (2 bajty)
Obsah balení – užitečné údaje
kontrolní součet – kontrolní součet, aritmetický součet bodů 3-6 (2 bajty)

Skener otisků prstů má 8 základních pokynů pro jeho ovládání:

Naskenování otisku prstu a jeho uložení do vyrovnávací paměti. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Vytvořte soubor znaků otisku prstu z původního otisku a uložte jej do CharBuffer1(2). Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Vyhledejte v knihovně modulů odpovídající otisk prstu, který odpovídá otisku uloženému v CharBuffer1 nebo CharBuffer2. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace a ID otisku prstu v knihovně modulu.
Vytvoření šablony modelu otisku prstu. Informace v CharBuffer1 a CharBuffer2 jsou kombinovány a kombinovány za účelem získání spolehlivějších dat otisku prstu (otisk v těchto bufferech musí patřit stejnému prstu). Po operaci se data uloží zpět do CharBuffer1 a CharBuffer2. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Uložení šablony otisku prstu z Buffer1/Buffer2 do flash paměti knihovny modulů. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Smazání šablony z flash paměti modulu. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Vymazání paměti knihovny otisků prstů modulu. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.
Kontrola hesla modulu. Vrátí potvrzovací kód označující úspěšnost operace.

Chcete-li vyhledat shodu otisku prstu v knihovně modulu, musíte naskenovat otisk prstu a uložit jej do vyrovnávací paměti, vygenerovat soubor symbolů a umístit jej do CharBufferu a napsat příkaz pro vyhledání shodných otisků prstů (pokyny 1, 2, 3).

Pro vložení otisku do paměti modulu je nutné získat obrázek otisku, uložit jej do vyrovnávací paměti a vygenerovat soubor symbolů uložený v CharBufferu (operace opakujeme minimálně 2x a vše uložíme do CharBuffer1 a CharBuffer2), poté zkombinujte data ve vyrovnávací paměti 1 a 2, abyste získali přesnější výsledek, a spusťte příkaz pro uložení do určené místo paměťové informace o otisku prstu (pokyny 1, 2, 4, 5).

Jak modul provádí instrukce, je nutné sledovat správnost a úspěšnost provedení prostřednictvím odpovědí, které následují po odeslání příkazů. To může zlepšit kvalitu provádění programu a přesnost specifikovaných manipulací se snímačem otisků prstů R308.

Pro vyhodnocení činnosti modulu je k článku připojen demo firmware pro mikrokontrolér STM32 odpovídající schématu:

Na LCD displej při zapnutí obvodu bez sepnutých propojek Jmp1 a Jmp2 se zobrazí potřebná data pro práci se snímačem otisku prstu, hlavní programový cyklus se spustí, když mikrokontrolér čeká na přijetí otisku prstu ze snímače a spustí vyhledávání v modulu; paměti, když se objeví. Při zapnutí se sepnutým jumperem se spustí Jmp1 úplné vymazání paměť knihovny otisků prstů. Při zapnutí se zavřeným jumperem Jmp2 se do paměti modulu přidá 5 nových otisků prstů. Chcete-li přidat otisk prstu, musíte se dvakrát dotknout skeneru, abyste jej uložili, pokud při skenování otisků nedojde k žádným chybám.

Článek je navíc doplněn programem SFGDemo. S jeho pomocí můžete získat navíc obrázek otisku prstu standardní operace přidání otisku do paměti, vyhledání shod, odstranění otisku z paměti (pro připojení k počítači slouží USB-UART adaptér).

Seznam radioprvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Můj poznámkový blok
IC1	MK STM32	STM32F103C8	1	Do poznámkového bloku
VR1	Lineární regulátor	LM7805	1	Do poznámkového bloku
VR2	Lineární regulátor	AMS1117-3.3	1	Do poznámkového bloku
FP1	Snímač otisků prstů	R308	1	Do poznámkového bloku
HG1	LCD displej	2004a	1	Do poznámkového bloku
C1, C2	Kondenzátor	22 pF	2	Do poznámkového bloku
C3		470 uF	1	Do poznámkového bloku
C4-C7, C9, C10, C12	Kondenzátor	100 nF	7	Do poznámkového bloku
C8	Elektrolytický kondenzátor	220 uF	1	Do poznámkového bloku
C11	Elektrolytický kondenzátor	100 uF	1	Do poznámkového bloku
R1	Rezistor	22 ohmů	1	Do poznámkového bloku
R2	Rezistor	100 ohmů	1	Do poznámkového bloku
R3	Trimrový odpor	10 kOhm	1

K dnešnímu dni digitální technologie pronikly téměř do všech oblastí našeho života: na pár kliknutí nakupujeme na internetu, vkládáme a vybíráme hotovost bankovní karta, my ano různé operace s virtuálními účty a také ukládat naše fotografie a další data cloudové úložiště. Při vší globalizaci digitálních technologií zůstává otázka ochrany osobních údajů stále aktuální.

Není žádným tajemstvím, že moderní pokročilí útočníci již nepoužívají páčidlo a hlavní klíče, ale mistrně využívají stejné digitální technologie a software pro své vlastní sobecké účely. Smartphony stále zůstávají zranitelné, protože s jejich pomocí se uživatel často přihlašuje k různým online službám. A kdyby právě včera proběhla ochrana dat na smartphonu grafický klíč nebo hesla, pak v posledních letech mnoho výrobců začalo implementovat různé typy biometrická ochrana, které jsou založeny na jedinečné struktuře určitých částí lidského těla. Zejména mluvíme o otiscích prstů, geometrii obličeje, sítnici, hlasové identifikaci. Biometrické ověřování– je celkem spolehlivý a pohodlný způsob ochrana. A co je nejdůležitější, takové „heslo“ nezapomenete, nebudete ho špehovat a navíc je takříkajíc vždy po ruce. Dnes si povíme něco o snímači otisků prstů ve smartphonu nebo jinak řečeno o snímači otisků prstů. Je zajímavé vědět, co to je za zařízení, jaké existují typy skenerů a také jak funguje.

Je třeba poznamenat, že proces identifikace pomocí otisků prstů je na stejné úrovni jako nejspolehlivější metody, kterými lze potvrdit identitu uživatele. Pokud jde o přesnost autentizace, skenování otisků prstů je na druhém místě po metodě, která zahrnuje skenování sítnice oka a analýzu DNA. Lidské otisky prstů jsou reprezentovány papilárními vzory na kůži, které jsou jedinečné pro každého člověka, a objevují se in utero, ve dvanáctém týdnu, synchronně s nervovým systémem. Zajímavé je, že papilární vzory mohou být ovlivněny různými faktory, například se to týká genetického kódu dítěte a dalších věcí. Jinými slovy, papilární vzory jsou hřebeny a rýhy na kůži, které tvoří jedinečný a jedinečný vzor. Ani drobné poranění nebo poškození kůže nemůže potisk „vymazat“, protože se časem zotaví, pokud si ovšem zraněním neuletíte půlku prstu.

Jak funguje snímač otisků prstů v moderním smartphonu?

Snímače otisků prstů mají dvě hlavní funkce. Pomocí prvního z nich skener čte obrázek otisku prstu, zatímco druhá funkce kontroluje shodu otisku prstu s těmi, které existují v databázi. Téměř ve všech moderní smartphony používají se optické skenery. Princip jejich fungování je podobný jako u digitálních fotoaparátů. Snímek je pořízen pomocí mikroobvodu, který obsahuje fotodiody citlivé na světlo, stejně jako samostatný zdroj osvětlení v podobě matice LED diod, pomocí kterých jsou zvýrazněny vzory na prstu.

Když světlo dopadne na čtený papilární vzor, objeví se pomocí fotodiod. elektrický náboj, v důsledku čehož se do budoucího obrázku otiskne jediný pixel. Pomocí pixelů s různou intenzitou se na skeneru vytvoří obraz otisku prstu. Před kontrolou otisku s databází navíc skener zkontroluje kvalitu obrázku.

Po obdržení snímku otisku prstu je analyzován pomocí speciálního softwaru složité algoritmy. Mimochodem, existuje analýza tři typy otiskové vzory: oblouk, smyčka a zvlnění. Poté, co software určí typ vzoru, jsou identifikovány konce řádků vzorů (přerušení nebo bifurkace, které se nazývají markanty), protože jsou jedinečné a lze je použít k identifikaci vlastníka zařízení. Následuje poměrně složitá analýza, při které skener analyzuje vzájemnou polohu markantů a rozdělí tisk na mikrobloky. Je pozoruhodné, že během procesu porovnávání skener neanalyzuje jediný řádek vzoru. Skener detekuje shody v jednotlivých blocích a používá je k určení podobnosti.

Jaké typy snímačů otisků prstů existují?

Optické skenery se dodávají ve dvou hlavních typech. Pokud jde o první z nich, odstraní požadované oblasti prstem přiložením přímo ke skeneru. Tento typ se používá v chytrých telefonech Apple, počínaje iPhonem 5s. U druhého typu si všimneme, že v tomto případě uživatel přejede prstem po optickém skeneru. Výsledkem je série snímků, které jsou softwarově spojeny do jednoho. Tento typ jsem nějakou dobu používal ve svých produktech. Společnost Samsung Postupem času však přešla na první typ, protože je pohodlnější, i když dražší. Hlavní nevýhodou optického snímače otisků prstů je jeho zranitelnost vůči poškrábání a znečištění. Můžete jím také „obkroužit kolem prstu“ pomocí odlitku falangy prstu.

Za zmínku také stojí polovodičový typ snímač otisků prstů, který se v chytrých telefonech z řady důvodů nepoužívá. Oklamat ho pomocí otisku prstu je nemožné. Dalším typem snímače otisků prstů je ultrazvukový snímač. Má velkou perspektivu rozvoje a funguje na principu lékařského ultrazvuku. Je téměř nemožné jej oklamat, protože je schopen proniknout do epidermální vrstvy pokožky, což je jedinečné.

Je třeba poznamenat, že skenery lze umístit do různé části smartphone. Řada výrobců instaluje na zadní panel snímač otisků prstů, v poslední době je módou boční hrana a HMD připravuje svůj nová vlajková loď s integrovaným skenerem v displeji.

Dnes skoro všechno moderní modely smartphony jsou vybaveny čtečkou otisků prstů. Přítomnost tohoto senzoru umožňuje používat funkce, které poskytují vysoký stupeň ochrana osobních údajů a dalších informací v paměti telefonu. V tomto článku se zaměříme na možnosti a doplňkové funkce, kterou mohou používat chytré telefony se snímačem otisků prstů. Každý rok všechno více modelů získejte tento modul a nyní lze snímač otisků prstů nalézt na levných zařízeních.

Co nám tedy čtečka otisků prstů na smartphonu dává? Jaké výhody získáme výběrem zařízení s takovým modulem? Podívejme se na hlavní funkce.

Ochrana osobních údajů

Smartphone dnes plní řadu funkcí - není to jen telefon, ale také fotoaparát, organizér, prostředek pro ukládání důležitých dat a dokonce i zařízení pro provádění plateb a sledování bankovních účtů. Díky přítomnosti snímače otisků prstů jsou všechny tyto informace spolehlivě chráněny zvědavýma očima. Zařízení můžete odemknout a získat přístup k informacím na něm uloženým až poté, co modul otisků prstů „rozpozná“ vlastníka, nebo po zadání vámi vytvořeného složitého hesla.

Přístup k aplikacím

Někdy je to velmi obtížné důležité aplikace Cizinec to nemohl spustit. Například dítě, které si vzalo zařízení na hraní, může omylem provést nákup v internetovém obchodě nebo z něj převést peníze bankovní účet. Díky přítomnosti snímače otisků prstů ve vašem smartphonu se takovým problémům lze vyhnout. Stačí nainstalovat spouštění takových aplikací a potvrzení finanční transakce prostřednictvím otisku prstu a vy můžete bezpečně nechat své dítě hrát hry na vašem smartphonu.

Pohodlné odemykání

Odemknutí zařízení, které nemá snímač otisků prstů, trvá několik sekund. Nejprve je potřeba smartphone aktivovat tlačítkem „napájení“, poté buď přejeďte prstem po displeji, nebo zadejte bezpečnostní kód. Pokud však váš gadget má snímač otisků prstů, proces odemknutí bude trvat méně než sekundu. Stačí položit prst na skener a zařízení se odemkne. Jednoduché, rychlé a spolehlivé.

Potvrzení platby

Pomocí snímače otisků prstů můžete také rychle potvrdit finanční transakci k převodu peněz nebo nákupu v internetovém obchodě. Chcete-li tuto funkci používat, musíte ji povolit v nastavení příslušné aplikace.

Princip činnosti snímače otisků prstů

Abychom pochopili, jak funguje snímač otisků prstů na smartphonu, podívejme se stručně na principy jeho fungování a typy modulů. Metoda ochrany smartphonů pomocí otisků prstů využívá řadu softwarových a hardwarových nástrojů k rozpoznání otisku prstu majitele zařízení. V důsledku toho po rozpoznání dojde k rozhodnutí - otevřít nebo zavřít přístup k zařízení popř konkrétní aplikaci, chráněná paměťová oblast atd. Můžete najít moduly otisků prstů následujících typů:

Optický skener;

Kapacitní skener;

Ultrazvukový skener.

Optický skener

Jako úplně první se na trhu objevily optické skenery. Tento způsob snímání a porovnávání otisků prstů je jedním z nejjednodušších. Je založen na jakémsi otisku prstu, který je po zachycení porovnán pomocí speciálních algoritmů se vzorkem v paměti. Při nálezu charakteristické rysy rozhodne se, zda se otisk shoduje nebo neshoduje.

Dobrý optický snímač by měl mít modul s vysoké rozlišení(jako fotoaparát – čím vyšší, tím lepší). Mezi nevýhody tohoto typu modulů patří skutečnost, že je lze snadno oklamat. Vzhledem k tomu, že optický skener zpracovává dvourozměrný obraz, je možné znovu vytvořit otisk prstu majitele pomocí běžného papírnického PVA lepidla. Tento typ snímače otisků prstů se v moderních smartphonech prakticky nenachází.

Kapacitní skener

Dnes nejběžnější mobilní gadgety Typ modulu otisků prstů - kapacitní. Technologie je založena na kondenzátoru, který pomocí polí obvodů sbírá údaje o otiscích prstů. Paměť modulu ukládá informace o elektrickém náboji a po přiložení prstu na modul se hodnoty porovnají.

Data získaná zachycením otisku prstu jsou převedena na digitální formát. Toto je forma, ve které jsou informace o všech charakteristické rysy a jedinečný vzor otisku prstu majitele zařízení. Tato technologie je mnohem lepší a spolehlivější než optický skener. Kapacitní skener nebude reagovat na otisk prstu, protože identifikace se neprovádí podle výkresu, ale změnou úrovně nabití na kondenzátorech.

Kapacitní skenery jsou o něco dražší, ale také mnohem spolehlivější a efektivnější než optické. Za zmínku stojí pouze to, že takový skener nemusí „rozpoznat“ majitele, pokud jsou prsty mokré nebo mastné.

Ultrazvukový skener

Ultrazvukové skenery jsou nejvíce nová technologie pro rozpoznání otisků prstů. Takové moduly jsou instalovány na drahé smartphony TOP řada. Technologie je založena na ultrazvukovém vysílači a přijímači, které vysílají a přijímají impuls na prst umístěný na skeneru. Část ultrazvuku je absorbována a část se vrací do přijímače a vytváří specifický vzor v závislosti na individuálních vlastnostech otisku prstu.

Tato technologie umožňuje přijímat 3D obrázky otisky prstů, což umožňuje vysoký stupeň ochrany a zabezpečení. Nevýhodou dnešního použití této technologie je její vysoká cena a novost. Dokud nebude testován po značnou dobu, někteří, dokonce i přední výrobci smartphonů, jej nezavedou ultrazvukové skenery do vašich modelů.

Majitelé výkonného a levného Wileyfox Swift 2 mohou ocenit všechny výhody skeneru otisků prstů.

Proč Wileyfox

Tato společnost si zaslouží pozornost, protože její smartphony jsou stylové originální design, vynikající hardwarové plnění a za přijatelnou cenu. Britský výrobce smartphonů vstoupil na trh v říjnu 2016 a pro krátkodobě se stal mezi uživateli velmi populární. Každý model z řady Wileyfox získal funkčnost a schopnosti, které jsou dnes nejžádanější. Všechny značkové smartphony mají následující výhody:

Možnost použití dvou SIM karet;

Práce v datových sítích 4G LTE 4. generace;

Vynikající technické specifikace na přijatelnou cenu gadget;

Stabilní, produktivní operační systém;

Vysoce kvalitní komponenty a materiály pouzdra.

Za zmínku také stojí, že je zde oficiální záruka 12 měsíců a široká síť servisní střediska, která zahrnuje více než 200 zastoupení po celém Rusku. Díky těmto výhodám byly smartphony značky pozitivně přijaty odborníky na trhu.

V prosinci 2015 udělil tým časopisu Forbes vítězství modelu Wileyfox Swift v kategorii „Smartphone roku“;

V únoru 2016 se Wileyfox stal vítězem v kategorii Výrobce roku na prestižních British Mobile News Awards 2016;

V říjnu 2016 se model Wileyfox Spark+ stal vítězem soutěže „ Nejlepší smartphone až 10 tisíc rublů“ podle autoritativního zdroje Hi-Tech Mail.ru.

Smartphone Wileyfox Swift 2

Tento model disponuje IPS 2,5D obrazovkou s úhlopříčkou 5 palců a podporou HD formátu. Displej poskytuje vysoce kvalitní přenos snímky i při širokých pozorovacích úhlech (až 178°). Zařízení má tělo vyrobené z moderní a high-tech hliníkové slitiny, která je vysoce odolná a lehká. Wileyfox Swift 2 má snímač otisků prstů a NFC modul, jsou instalovány i navigační moduly Glonass, GPS a Assisted GPS.

Hardwarová základna modelu je postavena na produktivním 8jádru procesor Qualcomm Snapdragon 430 MSM8937 s frekvencí 1,4 GHz. Telefon má 2 GB RAM a 32 GB vnitřní paměti, podporuje práci s microSDXC karty až 64 GB. Vysoce kvalitní fotografie lze získat pomocí hlavního 16megapixelového fotoaparátu. K dispozici je modul pro režim video komunikace a selfie snímky přední fotoaparát s rozlišením 8 megapixelů.

Model je k dispozici k objednání na oficiálních stránkách za cenu 9 990 rublů. Toto je jedna z nejvíce cenově dostupné smartphony vybavena čtečkou otisků prstů.

Závěr

Dnes se moduly snímačů otisků prstů nacházejí ve většině moderních smartphony Android. Stávají se skvělou alternativou složitá hesla. Odemknutí zařízení a přístup k jeho funkcím pomocí otisku prstu je rychlé, pohodlné a bezpečné.

Co je to otisk prstu a jak můžete oklamat skener otisků prstů? Otiskem jsou v podstatě papilární vzory na kůži. Tedy výstupky a prohlubně, které tvoří určitý vzor. Každý člověk má své vlastní, individuální.

Tvorba papilárních vzorů

K tvorbě takových obrazců dochází kolem 12. týdne plodu. Přitom se tvoří nervový systém. Vzor je ovlivněn mnoha faktory. Toto je poloha plodu v děloze, genetický kód a stav prostředí a matčina strava a mnoho dalšího.

Vzor lze obnovit s menším poškozením epidermis. V tomto článku se podíváme na to, zda a jak oklamat skener otisků prstů, a také na to, jak funguje na moderních telefonech.

Zjištění identity člověka podle otisku prstu je jednou z nejspolehlivějších metod identifikace. Na víc přesné metody Lze připsat pouze analýzu DNA a skenování sítnice.

Jak funguje snímač otisků prstů?

Snímač otisků prstů musí dělat dvě věci:

Získejte obrázek vzoru
Zkontrolujte, zda odpovídá otiskům prstů v databázi.

Snímání

Smartphony jsou nyní vybaveny optickými skenery. Princip jejich fungování je podobný jako u digitální fotoaparát. Matice LED osvětluje samotný vzor a mikroobvod LED citlivých na světlo v tuto chvíli pořizuje snímek.

Když světlo dopadá na LED, vytváří elektrický náboj. V budoucím obrazu vzoru se tak vytvoří pixel. Barva pixelu se liší podle toho, kolik světla na něj dopadá.

Pixely různé intenzity tvoří obrazec. Před porovnáním tisku s databází skener zkontroluje jas a čistotu obrázku. Pokud jsou výsledky neuspokojivé, celý proces pořízení snímku se opakuje.

Analýza otisků prstů

Výsledný obraz je analyzován software. Rozpoznávání probíhá pomocí složitých algoritmů.

Všechny vzory lze rozdělit do tří hlavních typů:

oblouk,
zpětná smyčka
šroubovicový.

Jakmile je určen typ vzoru, skener hledá markanty. To jsou místa, kde linie vzoru končí. Řádek se například zalomí nebo rozdělí. Jedinečnost otisku prstu spočívá v minutách. Skener rozpozná, jak jsou minuty vůči sobě umístěny. K tomu je celý výkres rozdělen do malých zón. Každý web obsahuje určitý počet minutius. Zaznamenávají se údaje o jejich poloze.

Analyzovány jsou podobné oblasti otisku prstu a studované databáze. Pokud jsou vzory stejné, vlastníkem otisků prstů je stejná osoba. Skener neporovná absolutně všechny řádky vzoru. Hledá pouze podobné vzory v blocích a na základě těchto dat vyvozuje závěry.

Typy snímačů otisků prstů

Existují dva typy optických skenerů:

Skenery Apple (iPhone 5s a novější) pořídí fotografii vašeho prstu, když se dotýká obrazovky telefonu.
Jiný typ skeneru pořizuje více obrázků najednou, zatímco přejíždíte po obrazovce. Tento skener byl použit v chytrých telefonech Samsung Galaxy S5. Později byl skener nahrazen prvním typem. Je to pohodlnější, ale zároveň dražší, protože musíte použít velkou matici.

Všechny skenery tohoto typu mají jednu nevýhodu: škrábance a nečistoty jej mohou poškodit.

Mnozí jistě někdy přemýšleli, jak oklamat skener otisků prstů a je to vůbec možné? Odpověď je ano. Společnost samozřejmě chápe nyní i dříve při vytváření podobných funkcí telefonu, že jakýkoli biometrický systém může být oklamán.

Stačí udělat otisk falangy prstu a dotknout se jí skeneru. Majitel telefonu může být navíc nucen položit prst na zařízení.

Apple pro takové případy myslel na některá bezpečnostní opatření. Ale přesto má metoda právo na existenci. Starší modely iPhone lze oklamat jednoduchým tiskem fotografie vašeho prstu ve vysokém rozlišení.

Jak vidíte, existuje několik způsobů, jak oklamat skener otisků prstů. Navíc, pokud je to obtížné na iPhonech, pak na smartphonech s OS Android je situace mnohem jednodušší.

Všechny aktuálně existující snímače otisků prstů podle těch, které používají fyzikální principy lze rozdělit do tří skupin:

optický;
křemík (nebo polovodič);
ultrazvukové.

Optické skenery

Provoz optických skenerů je založen na optická metoda příjem obrazu. Na základě typů použitých technologií můžeme rozlišovat následující skupiny optické skenery:

1.FTIR skenery- zařízení využívající efekt přerušeného totálního vnitřního odrazu (FrustrovanýCelkovýVnitřníOdraz, FTIR).

Při dopadu světla na rozhraní mezi dvěma prostředími se světelná energie rozdělí na dvě části: jedna se odráží od rozhraní, druhá proniká rozhraním do druhého prostředí. Podíl odražené energie závisí na úhlu dopadu. Počínaje určitou hodnotou se veškerá světelná energie odráží od rozhraní. Tento jev se nazývá totální vnitřní odraz. Když se však hustší optické médium (v našem případě povrch prstu) dostane do kontaktu s méně hustým (v praktické provedení, obvykle povrch hranolu) v místě úplného vnitřního odrazu prochází touto hranicí paprsek světla. Tedy pouze paprsky světla, které dopadají v bodech úplného vnitřního odrazu, na které nebyly aplikovány drážky, se budou odrážet od hranice. papilární vzor povrch prstu. Slouží k fixaci výsledného světelného obrazu povrchu prstu speciální fotoaparát(CCD nebo CMOS v závislosti na implementaci skeneru).

2. Optovolo skenery z optických vláken- představují vláknovou optickou matrici, jejíž každé vlákno končí fotobuňkou.

Citlivost každé fotobuňky umožňuje detekovat zbytkové světlo procházející prstem v místě, kde se reliéf prstu dotýká povrchu skeneru. Obraz otisku prstu je vytvořen na základě dat každého z prvků.

3. Elektrooptické skenery (elektro-optickýskenery) jsou založeny na použití speciálního elektro-optického polymeru, jehož součástí je světlo-emitující vrstva.

Při přikládání prstu na skener dochází k nehomogenitě elektrické pole na jejím povrchu (potenciální rozdíl mezi tuberkulami a prohlubněmi) se odráží v záři této vrstvy tak, že zvýrazní otisk prstu. Fotodiodové pole skeneru pak toto světlo převádí do digitální podoby.

4. Optické protahovací skenery (zametatoptickýskenery) obecně podobné zařízením FTIR.

Jejich zvláštností je, že na skener nemusíte jen položit prst, ale pohybovat s ním po úzkém pruhu – čtečce. Při pohybu prstu po povrchu skeneru se pořídí série snímků (rámečků). V tomto případě jsou sousední snímky natočeny s určitým přesahem, tj. navzájem se překrývají, což umožňuje výrazně zmenšit velikost použitého hranolu a samotného skeneru. Formovat ( přesněji sestavy) snímky otisku prstu při jeho pohybu po snímací ploše, v rámcích se používá specializovaný software.

5. Válcové skenery (váleček-stylskenery). V těchto miniaturních zařízeních dochází ke snímání prstu rolováním průhledného tenkostěnného rotačního válce (válce) prstem.

Při pohybu prstu po povrchu válečku je pořízena série okamžitých fotografií (snímků) fragmentu papilárního vzoru v kontaktu s povrchem. Podobně jako u protahovacího skeneru se sousední snímky překrývají, což umožňuje shromažďovat obrázky bez zkreslení. celý obrázek otisk prstu. Při skenování se používá nejjednodušší optická technologie: uvnitř průhledného válcového válečku je statický zdroj světla, čočka a miniaturní fotoaparát. Obraz osvětlené oblasti prstu je zaostřen čočkou na citlivý prvek fotoaparátu. Po úplném „posouvání“ prstu se shromáždí „obrázek“ jeho otisku.

6. Bezkontaktní skenery (bezdotykovýskenery). Nevyžadují přímý kontakt prstu s povrchem snímacího zařízení.

Prst je položen na otvor ve skeneru, zespodu jej osvětluje několik světelných zdrojů různé strany, ve středu skeneru je čočka, přes kterou se shromážděné informace promítají na CMOS kameru, která přijatá data převádí na obraz otisku prstu.

Polovodičové (křemíkové) skenery

Tyto skenery jsou založeny na využití vlastností polovodičů k získání obrazu povrchu prstu, které se mění v místech kontaktu hřebenů papilárního vzoru s povrchem skeneru. V současné době existuje několik technologií pro implementaci polovodičových skenerů.

1. Kapacitní skenery (kapacitnískenery)- nejrozšířenější typ polovodičových skenerů, které využívají efekt změny kapacity pn přechodu k získání obrazu otisku prstu polovodičové zařízení když se hřeben papilárního vzoru dostane do kontaktu s prvkem polovodičové matrice.

Existují modifikace popsaného skeneru, ve kterých každý polovodičový prvek v matrici skeneru funguje jako jedna kondenzátorová deska a prst jako druhý. Při přiložení prstu na snímač se mezi každým citlivým prvkem a výstupkem-prohlubeň papilárního vzoru vytvoří určitá kapacita, jejíž velikost je určena vzdáleností mezi povrchem prstu a prvkem. Matice těchto kapacit je převedena na obraz otisku prstu.

2. Skenery citlivé na tlak (tlakskenery)- tato zařízení používají snímače sestávající z matice piezoelementů.

Když je prst přiložen na snímací povrch, výstupky papilárního vzoru vyvíjejí tlak na určitou podskupinu povrchových prvků, prohlubně tedy nevyvíjejí žádný tlak. Matice napětí získaná z piezoelementů je převedena na obraz povrchu prstu.

3. tepelné skenery (tepelnýskenery)- používají senzory, které se skládají z pyroelektrických prvků, které jim umožňují zaznamenávat teplotní rozdíly a převádět je na napětí (tohoto efektu se využívá i u infračervených kamer).

Když přiložíte prst na senzor, na základě teploty výčnělků papilárního vzoru dotýkajících se pyroelektrických prvků a teploty vzduchu v prohlubních se sestrojí teplotní mapa povrchu prstu a převede se na digitální obraz.

Tyto typy skenerů jsou nejběžnější. Všechny výše uvedené polovodičové snímače využívají matici citlivých mikroprvků (jejichž typ je dán způsobem provedení) a převodník jejich signálů na digitální podobě. Obecné schéma činnosti výše uvedených polovodičových skenerů lze tedy demonstrovat následovně:

4. RF skenery (RF-Poleskenery)- takové skenery používají matici prvků, z nichž každý funguje jako malá anténa.

Senzor generuje slabý rádiový signál a nasměruje jej na snímaný povrch prstu. Každý z citlivých prvků přijímá signál odražený od papilárního vzoru. Velikost elektromotorické síly (EMF) indukované v každé mikroanténě závisí na přítomnosti nebo nepřítomnosti hřebene papilárního vzoru v blízkosti. Takto získaná matice napětí se převede na digitální obraz otisku prstu.

5. Kontinuální tepelné skenery (tepelnýzametatskenery)- typ termálních skenerů, u kterých se skenuje (stejně jako u optických protahovacích skenerů), je třeba přejet prstem po povrchu skeneru a ne se ho jen dotýkat.

6. Kapacitní protahovací skenery (kapacitnízametatskenery)- použijte podobný způsob sestavení snímku otisku prstu po snímku, ale každý snímek snímku je získán pomocí kapacitního polovodičového snímače.

7. Radiofrekvenční protahovací skenery (RF-Polezametatskenery)- podobné kapacitním, ale využívají radiofrekvenční technologii.

Ultrazvukové skenery

Ultrazvukové skenování- jedná se o skenování povrchu prstu ultrazvukovými vlnami a měření vzdálenosti mezi zdrojem vlnění a prohlubněmi a výstupky na povrchu prstu na základě ozvěny od nich odražené. Kvalita obrazu získaného tímto způsobem je 10x lepší než kvalita získaná jakoukoli jinou metodou dostupnou na biometrickém trhu. Navíc stojí za zmínku, že tato metoda je téměř zcela chráněna před figurínami, protože kromě otisku prstu umožňuje získat i některé doplňkové vlastnosti o jeho stavu (například puls uvnitř prstu).

Příklady použití snímačů otisků prstů

Hlavní aplikací technologie rozpoznávání otisků prstů je ochrana před neoprávněným přístupem. Častěji se používá v bezpečnostní systémy a systémy sledování času zaměstnanců.

Pro kontrolu přístupu jsou do notebooků zabudovány snímače otisků prstů, mobilní telefony, externí disky, flash karty atd. atd.