Принцип работы сканера отпечатка пальца

Весь секрет в минуциях

Принцип действия сканера отпечатков пальцев строится на анализе минуций. Это участки узора, в которых линии изменяются, например:

• обрываются, 
• завершаются и снова начинаются,
• делают резкий поворот,
• сходятся,
• раздваиваются,
• скручиваются петлями и пр.

Наши отпечатки являются уникальными именно благодаря минуциям. Так что основная задача сканера – максимально точно считать их.

Как распознаются данные 

Когда технология только появилась, сканеры фотографировали палец и затем сравнивали его с имеющимися в памяти изображениями. Главной проблемой было то, что если палец приложить на 0,5 см ниже или выше положения первоначального сканирования, распознавание не срабатывало.

Еще один минус визуального распознавания – к такому сканеру можно просто приложить фото отпечатка и тем самым легко его обмануть. Ведь технология получит такое же изображение, как на контрольном образце, и откроет доступ. Поэтому оптические сканеры не могут обеспечить серьезную защиту и используются довольно редко.

Современные сканеры анализируют не общий вид линий, а минуции. Теперь они работают так:

1. Делают скан приложенного пальца.
2. Обнаруживают и выделяют минуции.
3. Информацию о взаимном расположений минуций кодируют и формируют из нее цифровую матрицу.
4. Сравнивают полученную матрицу с теми, которые хранятся в базе данных.
5. Если процент совпадений выше установленного значения – отпечаток принимается и открывает доступ к смартфону.

Виды сканеров отпечатков пальцев

Есть 4 разновидности:

Оптические — находятся под экраном. Современные OLED-матрицы пропускают свет с двух сторон, чем и пользуются производители, чтобы разместить обычный оптический сканер непосредственно под экраном. Он банально делает фото (к тому же плохого качества из-за помех в виде пикселей матрицы), поэтому часто ошибается, долго “думает” и срабатывает на любой муляж, к примеру, на скотче, пленке и т.п.

Оптические бесконтактные. Более совершенная модель оптических сканеров. В этом случае палец прикладывается не к сканеру, а к стеклу, под которым несколько камер делают снимки с разных сторон. Фотографией его обмануть уже невозможно, ведь камеры создают стереоизображение. Теоретически, обойти защиту можно только с помощью изготовленной 3D-модели пальца.

Ёмкостные. Первые датчики отпечатков в смартфонах были именно такими, и их разновидности продолжают использоваться производителями. Принцип действия: поверхность сканера покрыта густой сетью миниатюрных полупроводников. Когда к ним прикладываешь подушечку пальца, выступающие линии воздействуют на проводники, в результате чего емкость цепи изменяется. По этим изменениям и формируется цифровая картина отпечатка. 

Недостатки ёмкостного сканера:

1. Если пальцы влажные, капли воды приводят к замыканию лишних датчиков и мешают правильному распознаванию. 
2. Этот датчик тоже легко обмануть с помощью 3D-принтера.

Ультразвуковые. Сейчас это самый передовой и надежный вариант, потому что такие сканеры собирают информацию не только о минуциях, но и пульсе, а также строят объемную модель линий для большей точности результата. Из-за высокой стоимости они еще не получили широкого распространения: ультразвуковыми сканерами оснащены лишь несколько моделей Samsung.

Отпечаток vs пароль: что лучше?

Ответ зависит от ваших приоритетов. Если вам важнее быстрота и удобство, пользуйтесь сканером. Этот вариант прекрасно подойдет, если в вашем телефоне или ноутбуке нет ничего сверхсекретного и сверхценного. Отпечатка пальца будет достаточно и в качестве защиты устройства от ребенка.

В другом случае рекомендуем использовать пароль, потому что сканер можно обмануть десятком способов, а обойти пароль только двумя: взломать или подглядеть. Если придумать достаточно сложную комбинацию и убедиться, что во время ввода за вами никто не следит, то взломать этот пароль будет крайне тяжело.