Что такое дактилоскопический сканер

Сканер отпечатков пальцев на смартфоне: плюсы и минусы

Современные смартфоны всё чаще получают в своё распоряжение дактилоскопический датчик. Он призван обеспечить конфиденциальных данных, содержащихся на устройстве. Но так ли полезен сканер отпечатков пальцев на смартфоне, как кажется? Давайте постараемся это выяснить.

У незнающего человека складывается впечатление, что покупка девайса с дактилоскопическим датчиком вызовет у него только положительные эмоции. Но практика показывает, что это не всегда так. В сегодняшней статье мы объясним, почему некоторые люди не используют сканер отпечатков пальцев — почему он им кажется бесполезным. Но нельзя не заметить, что у датчика есть и ряд преимуществ — о них мы тоже поговорим.

Суть датчика

Под словами «дактилоскопический датчик» мы подразумеваем маленький сканер, который распознаёт узор на коже прикладываемого к нему пальца. Раньше подобный датчик был слишком дорогим, в связи с чем он применялся только в банках, а также в каких-нибудь правительственных и военных учреждениях. Да и размеры сканера были чересчур велики, из-за чего никто из производителей смартфонов даже не помышлял о его внедрении. Но технологии развиваются — примерно с 2015 года этим элементом начали оснащаться все флагманы. Более того, стоимость сканера отпечатков пальцев резко снизилась, из-за чего он стал появляться и в не самых дорогих устройствах.

Pantech GI100 – первый мобильный телефон со сканером отпечатков пальцев

В первую очередь дактилоскопический датчик призван защитить содержимое смартфона от посторонних глаз. Если другой человек возьмет ваше устройство в руки, то дальше экрана блокировки он зайти не сможет. Отпечаток любого из его пальцев будет другим, в связи с чем разблокировать аппарат он не сможет. В теории сканер можно обмануть. Но это настолько трудоёмкий процесс, что справиться с ним могут только спецслужбы, да и то не всегда.

Именно с iPhone 5S началось массовое внедрение дактилоскопических датчиков

Также такой датчик используется в обеспечении безопасности платежей. Если раньше для подтверждения оплаты вводился пароль, то теперь его запоминать не нужно — достаточно приложить палец к сканеру. Это очень удобно! В том же Play Market люди не включают подтверждение платежа паролем, так как они его попросту забывают. В результате потом они сталкиваются с тем, что их дети порой совершенно неосознанно совершают множество покупок платных приложений и игр. С помощью сканера отпечатков пальцев такая проблема решается в корне!

Основные преимущества

Давайте выясним, чем хороши смартфоны со сканером отпечатков пальцев.

Как уже сказано выше, ваш ребенок не сможет неосознанно что-то купить в Google Play, так как для этого ему понадобится приложить ваш палец к датчику. Конечно, умный ребенок обойдет проблему, воспользовавшись вашей рукой, когда вы спите. Но детям в таком возрасте лучше предоставить их собственный планшет или смартфон, к аккаунту которого не будет привязана банковская карта. Время разблокировки при помощи отпечатка пальца значительно сокращается. Удивительно, но некоторые дактилоскопические датчики срабатывают очень быстро. Гораздо быстрее, чем если бы вы проводили пальцем по экрану. Посторонний человек не сможет получить доступ к информации, содержащейся в памяти смартфона. А если вы задействуете функцию шифрования, то злоумышленнику будет недоступна и карта памяти, даже если он её вставит в кардридер своего компьютера. В Android 6.0 поддержка дактилоскопического датчика внедрена на уровне операционной системы. Это значит, что вы можете использовать отпечаток пальца в самых разных приложениях. Например, это можно делать в браузере, авторизовываясь на сайтах без ввода логина и пароля. Опять же, это идеальный вариант для тех людей, которые не хотят держать в памяти множество различных паролей — отпечаток пальца заменяет собой их все.

Недостатки датчика

Конечно же, как и любая новая технология, сканер отпечатков пальцев обладает рядом недостатков.

В недорогие смартфоны встраиваются бюджетные датчики, принадлежащие к первым поколениям данной технологии. Они обрабатывают информацию достаточно долго — порой вплоть до одной или даже полутора секунд. Бывают случаи, когда отпечаток не распознаётся с первого раза. Если в распоряжении вашего девайса именно такой датчик, то вам быстро надоест использовать для разблокировки именно его. Уже через несколько дней вы предпочтёте другие способы, так как они позволяют тратить на процесс меньше времени. Сканер отпечатков пальцев не нужен планшету, если им пользуется несколько членов семьи. Конечно, современные датчики позволяют внести в память отпечатки нескольких пальцев. Но даже с такой возможностью могут возникнуть проблемы, когда устройством захочет воспользоваться ребенок. Каждая разблокировка будет требовать прикладывание пальца к сканеру. И не факт, что маленькие мальчики малыша будут стабильно распознаваться. Если устройство предназначено для всей семьи, то в большинстве случаев сканер отпечатков пальцев будет отключаться, так как он привносит дополнительные сложности. В том, что вашим смартфоном не сможет воспользоваться другой человек, кроются не только достоинства. Если с вами что-то случится, то оказавшиеся рядом люди, медицинская бригада или полицейские не смогут позвонить вашим родственникам, так как они попросту не смогут разблокировать ваш телефон. Впрочем, о всяческих неприятностях думать никому не хочется. В смартфонах от Apple все отпечатки пальцев хранятся в зашифрованном виде. А вот на устройствах с Android до некоторых пор ситуация обстояла гораздо хуже. Все эти данных на них хранились в локальной памяти, в незащищенном виде. Некоторые хакеры при большом желании могут получить доступ к этой информации. К счастью, в новых смартфонах эта проблема решена.

Подведение итогов

Некоторым людям указанные выше недостатки могут показаться надуманными. Но на самом деле это не так. Хотя никто не будет спорить с тем, что достоинств у смартфонов со сканером отпечатков пальцев больше. Неспроста компания Google внедрила в свою операционную систему поддержку дактилоскопического датчика на самом глубоком уровне. Не исключено, что в будущем им будут оснащаться даже самые дешевые смартфоны.

Ну а пока обязательно читайте отзывы на тот аппарат, который вы желаете приобрести. Если он оснащен стареньким датчиком, то пользователи обязательно отметят факт долгой разблокировки при помощи отпечатка пальца. В таком случае лучше рассмотреть какую-нибудь другую модель, чуть более современную.

Популярные смартфоны с дактилоскопическим датчиком

Предполагается, что в будущем телефоны со сканером отпечатка пальца здорово подешевеют, в связи с чем аппараты без этого датчика практически исчезнут. Да уже и сейчас список таких смартфонов достаточно велик. Вот лишь немногие девайсы:

Источник

Чем отличаются разные типы сканеров отпечатков и лица в смартфонах?

Даже у самых дешевых современных смартфонов есть сканеры отпечатков пальцев — эта «фишка» давно перестала быть эксклюзивом флагманов. Кроме того, в мобильниках используются сканеры нескольких типов — от старых и медленных оптических до емкостных и ультразвуковых. Емкостные — самые популярные, но ультразвуковые модели можно увидеть все чаще и чаще.

Развиваются и технологии распознавания лиц. Вместе с проверенным PIN-кодом и сканером отпечатков пальцев они поставят перед злоумышленником, который хочет получить доступ к вашим данным, непреодолимую преграду. Кроме того, они быстрее и удобнее в использовании, чем дактилоскопические сенсоры.

Предлагаем узнать обо всех этих типах аутентификации подробнее — осведомленный покупатель всегда делает наилучший выбор!

Для начала расскажем о сканерах отпечатков. Что такое отпечаток пальца? По сути, это просто большой и запутанный набор канавок и линий, уникальный для каждого человека (шанс встретить двух людей с одинаковыми отпечатками ничтожно мал). Эволюция создала отпечатки для того, чтобы нашим пальцам было проще хватать и удерживать объекты. Уникальность позволила найти им новое применение.

Процесс включения дактилоскопической аутентификации на смартфоне заключен в двух шагах.

Сначала отпечатки пальцев (как минимум одного) нужно зарегистрировать. Для этого палец прикладывают к сканеру несколько раз, чтобы тот считал всю необходимую информацию, а мобильник ее сохранил и зашифровал для дальнейшего использования.

Каждое использование сканера заставляет смартфон сверять полученные данные с уже имеющимися. Затем доступ к информации либо предоставляется, либо нет (и да, если ваши руки жирные, мокрые или грязные, результат, скорее всего, будет отрицательным).

Оптические сканеры отпечатков пальцев

Способ получения информации об отпечатке у таких сканеров — это свет. По сути, датчик «фотографирует» палец, а затем обрабатывает полученные данные с помощью особых алгоритмов, которые различают темные и светлые участки снимка. Обычно для освещения кожи используется небольшой, но яркий светодиод. Ключевая деталь — получение фотографии высокого разрешения и с хорошим балансом белого, чтобы нужную информацию можно было выделить проще.

Оптические сканеры были очень популярны в самом начале развития технологий биометрической аутентификации, и в смартфонах 2019 года используются редко. Во-первых, они занимают слишком много места внутри корпуса, во-вторых, легко обманываются обычной фотографией пальца.

Стоит отметить, что в некоторых современных мобильниках такие сканеры помещают под стекло экрана. В этом случае за освещение отвечают пиксели OLED-матрицы (и в моделях с LCD-дисплеями таких сканеров быть не может из-за конструкции подсветки), которые на короткое время загораются максимально ярко. Все особенности при этом остаются теми же — принцип работы существенно не меняется.

Емкостные сканеры отпечатков пальцев

Емкостные дактилоскопические датчики используют множество конденсаторов — электронных компонентов, которые удерживают небольшой заряд тока. Такие сканеры захватывают информацию о заряде разных участков пальца, который отличается в зависимости от высоты линий и глубины канавок. Последние заставляют конденсаторы получать заметно меньший заряд из-за воздуха между ними и поверхностью сканера.

Как обычно, после сканирования все полученные данные анализируются и сравниваются с референсными. При этом процесс куда лучше защищен, чем в случае с оптическими датчиками — обмануть емкостные не так уж просто, и простой фотографией или слепком тут не обойтись. Именно благодаря этому преимуществу емкостные сканеры встречаются в смартфонах чаще всего.

Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев

Ультразвуковые дактилоскопические сканеры — самые новые и продвинутые, они начали появляться в смартфонах относительно недавно. Вместо света или электричества они используют высокочастотный звук, издаваемые трансмиттером, и ресивер, который принимает отраженные звуковые волны. Полученные ресивером данные преобразуются в 3D-модель поверхности пальца достаточно высокой четкости.

Чем дольше палец остается на поверхности такого сканера, тем больше информации о нем будет получено. Скорость не так высока, зато уровень безопасности данных — на высоте.

Ультразвуковые сканеры тоже иногда встраивают под стекло AMOLED-экранов (что, кстати, позволяет сделать более аккуратным дизайн устройства), но их часто ругают за неточность и медлительность в работе. К сожалению, несколько слоев стекла и светодиодов сильно препятствуют распространению звуковых волн — получить нужную 3D-модель в этих условиях значительно сложнее, а алгоритмы обработки должны быть настроены идеально.

Простое распознавание лица в Android

Функция сканирования лица пользователя и разблокировки с его помощью появилась в Android много лет назад — еще в Ice Cream Sandwich. Сегодня похожая технология есть внутри почти каждого мобильника, и это отличная альтернатива PIN-коду или отпечатку пальца.

К сожалению, стандартное распознавание лица пользователя никак не защищено от попыток взлома. Оно использует информацию с фронтального фотосенсора и простой алгоритм, который легко обмануть с помощью обычной фотографии, после предъявления которой смартфон с радостью предоставит доступ к вашим фото, видео и записям.

Скорость срабатывания простого распознавания сильно зависит от модели мобильника и производителя — то есть от конкретного модуля селфи-камеры и алгоритмов, которые анализируют полученные данные.

Samsung Intelligent Scan

Несколько лет назад одним из первых производителей, которые начали применять более продвинутые системы сканирования лица, стала южнокорейская компания Samsung. Ее сканеры радужной оболочки глаз работали вместе с обычными алгоритмами распознавания, в результате чего взломать такой смартфон было куда сложнее.

Как и отпечатки пальцев, рисунки радужки уникальны у каждого человека, и подделать их сложно. Правда, для такого сканирования понадобилось устанавливать дополнительные инфракрасные диоды.

В свежих топовых смартфонах Samsung перестала использовать сканер сетчатки глаз. Его не раз обвиняли в медлительности и неточности, хоть степень защиты при использовании всех способов вместе и была неплохой. При этом достаточно высокой ее назвать было тоже нельзя — к примеру, для проведения платежей флагманы Samsung все равно требовали сканирования отпечатка пальца.

Сканирование лица с инфракрасным сенсором

Дополнительный инфракрасный излучатель и камера, способная воспринимать инфракрасный свет, делают процесс сканирования лица гораздо более защищенным. Подделать фотографию в этом случае очень сложно, так как девайс считывает информацию не только о сетчатке, но обо всей поверности сразу. Такие сканеры отлично работают даже в темноте, и быстро.

Распространенность такого подхода нельзя назвать высокой, но он заметно дешевле других типов сканирования лиц. В качестве примера смартфона с инфракрасным излучателем можно назвать прошлогодний Xiaomi Pocophone F1.

Apple Face ID и 3D-сканирование

Впервые 3D-сканирование лица пользователя появилось в iPhone X. Эта технология с помощью сразу нескольких сенсоров составляет четкую «карту» рта, глаз, щек, лба и так далее. В случае с iPhone X это 30 тысяч точек инфракрасной матрицы, изменения в которых распознаются отдельной камерой. 3D-модель в результате можно использовать еще и для создания знаменитых «анимодзи».

Затем похожие технологии начали использовать и другие производители — например, Xiaomi, Oppo и Huawei. Все они тоже составляют точную «карту» лица, но ее разрешение может различаться от модели к модели — какие-то мобильники используют матрицы с 30 тысячами точек, другие — с 15 тысячами, третьи — всего с одной тысячей.

Обойти эту систему защиты практически невозможно — разблокировать смартфон с ней сможет либо ваш двойник, либо злоумышленник с искусно изготовленной копией лица, которая обладает теми же мельчайшими деталями. Согласитесь, провернуть такое сложно.

Стоит отметить, что эта технология — единственная технология сканирования лица, которой можно доверять аутентификацию онлайн-платежей. В остальных случаях нужно использовать либо сканер отпечатков пальцев, либо PIN-код, либо комплексный пароль.

Хранение биометрических данных

Предназначение сканера отпечатков пальцев любого типа и сканеров лица одно — помочь пользователю повысить уровень защиты данных без необходимости запоминания сложного пароля, который, к тому же, можно потерять или забыть. Для хранения данных о «зарегистрированных» пальцах и лицах либо отводится специальное зашифрованное хранилище в операционной системе, либо целый зашифрованный чип. Скопировать их или даже просто прочитать никакому злоумышленнику не удастся.

Android-устройства сохраняют эти данные в ARM-чипах типа Trusted Execution Environment (TEE), а iOS-девайсы — в чипе Secure Enclave. Идея одна и та же — другие компоненты смартфона получить доступ к ним не могут ни в каком случае.

Подведем итоги

Наилучшим способом защиты данных всегда будет сложный пароль — длинный, со множеством специальных символов и цифр. Естественно, запоминать сложную случайную последовательность таких символов хочет далеко не каждый, и именно поэтому в смартфонах появились всевозможные сканеры.

Хотите зашифровать личную или рабочую информацию более удобно? Используйте дактилоскопические датчики (лучше всего — емкостные) или 3D-сканеры лица (в идеале — их комбинацию). Остальные способы аутентификации либо устарели, либо недостаточно надежны.

Источник

Как это устроено. Дактилоскопический сканер

Макс Любин

Привет. С самого момента появления сканеров отпечатков пальцев в смартфонах меня интересовало, как они устроены. Да, в сети несложно найти и описание принципа работы разных типов сканеров, и их подробные технические характеристики, но согласитесь, читать про это – не то же самое, что разобрать и посмотреть. Поэтому не будем ходить вокруг да около – разбираем. В процессе написания этого материала меня посетила мысль, что статью можно назвать не «Записки мастера», а «Записки вандала», так как оба исследуемых объекта в процессе изучения оказались полностью уничтожены (так изначально и задумывалось, но всё же). 🙂

В качестве подопытных выступят сканер отпечатка пальца от Apple iPhone 6 и сканер отпечатка пальца от Samsung Galaxy S7 Edge.

Описывать внешний вид нет смысла, так как он давно всем известен, поэтому просто сравнение на фото.

По конструкции, кроме формы, на первый взгляд явных отличий не видно.

Для начала проверяем заявления о том, что кнопка Samsung легко царапается.

Этот факт я проверил ранее, и утверждение подтвердилось – кнопка очень легко царапается. Это не очень хорошо.

Пробуем поцарапать кнопку iPhone – это тоже оказывается очень просто. Странно, насколько я помню, прикрывать сканер должен сапфир. Но тут банальный, легко царапающийся пластик, хотя кнопка снята с оригинального телефона (кнопка очень похожа на неоригинальную, хотя Touch ID с ней работал, странно).

Однако из-за того, что окрашена кнопка с внутренней стороны, даже глубокие царапины видны лишь под определенным углом. Глядя на кнопку iPhone, задаешься вопросом, чем думали в Samsung, делая такое ненадежное покрытие на сканерах своих смартфонов.

Touch ID

Начнем со сканера iPhone. Разбираем кнопку, откидывая шлейф с кликером и крышкой, и заглядываем внутрь.

Я ожидал увидеть сложную конструкцию из большого количества элементов, а на деле – просто черная поверхность с небольшим окошком, в котором видны золотистые контакты.

И всё… Негусто. Продолжаем разбирать, отклеиваем от крышки, чтобы посмотреть, что там изнутри.

Может быть, все элементы там? А вот и нет. С обратной стороны нас ожидает то же самое. Мда, негусто.

Ну, необходимо довести дело до конца. Пробуем счистить черное изоляционное покрытие. Под этим покрытием обнаруживаются те же самые токопроводящие шлейфы, которые, судя по всему, играют роль генератора сигнала.

С обратной стороны – тоже без сюрпризов. Всё очень и очень просто, даже немного скучно.

Пожалуй этот тот самый случай, когда уместно будет сказать, что все гениальное просто.

Samsung

Теперь разбираем сканер Samsung. Идем по тому же пути, отклеивая шлейф с кликером от маталлической рамки, чтобы добраться до внутренностей.

Тут все собрано гораздо крепче и монолитнее и разбирается намного сложнее (как и телефоны Samsung в сравнении с Apple).

Отклеиваем от рамки и видим необычную ребристую текстуру, а слоеная конструкция при взгляде с торца больше всего напоминает фанеру.

Но раз есть слои, значит, есть что-то и между ними.

Получается это только после приложения изрядных усилий. При ближайшем рассмотрении становится понятно, что корпус не открылся, а разломился, и структура внутри больше всего напоминает кевларовое волокно.

Если внимательно присмотреться, становятся видны контакты, которые проходят по всему периметру, от внутренней стороны к внешней, через всю толщу корпуса сканера.

Продолжаем совершенствоваться в вандализме и снимаем оболочку, чтобы добраться до шлейфов.

В какой-то момент появляется ощущение, что вот сейчас, еще чуть-чуть, но при очередном нажиме сканер просто ломается на части.

Судя по всему, никто в Samsung не предполагал, что я буду разбирать эту, по сути, монолитную конструкцию. Эх, корейцы, недоработка…

А вот на сломе виднеется что-то интересное.

Видно плату, от которой сквозь толщу материала к внешнему излучателю идут контакты в виде оловянных шариков, а на излучателе изнутри расположена так называемая «стекляшка», которая, судя по всему, служит фильтром сигнала от антенны.

Увы, рассмотреть все более детально не представляется возможным ввиду монолитности конструкции и жесткости материала корпуса сканера.

Очень сложная, многоуровневая конструкция у сканера Samsung. Наверное, еще и весьма недешевая в производстве. Только вот непонятно, зачем было городить весь этот огород? И ладно бы результат был от всех этих усилий, но нет, элементарная конструкция сканера iPhone на деле оказывается и быстрее, и точнее.

Вместо заключения

На самом деле, всю информацию о том, как работают дактилоскопические сканеры в разных смартфонах, можно прочесть в документации к этим самым сканерам. Кроме этого, описания технологий, применяемых в таких сканерах, также есть в свободном доступе в сети. Но одно дело – читать теорию, пусть даже и со схематическими изображениями, и совсем другое дело, когда есть возможность потрогать все своими руками, заглянув внутрь устройства, пусть даже и таким вандальным способом. Пишите в комментариях, о чем бы вам еще хотелось узнать с похожей точки зрения, или, проще говоря, что бы мне еще разобрать на составляющие части?

Источник