Дактилоскопический датчик что это такое

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

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

Применение сканеров отпечатков пальцев

Современность диктует свои правила к технике. Одной из ниш которой стали мобильные устройства. Их можно использовать не только для связи с другими людьми. Аппараты позволяют создавать и хранить снимки, музыку, документы и прочую информацию владельца. Но, при всех положительных чертах смартфонов, телефонов, планшетов или ноутбуков есть у них и довольно существенный минус. Их могут украсть. Соответственно правонарушитель не только получит сам аппарат, но и доступ ко всем сохраненным данным. Среди которых может быть информация, не предназначенная для чужого просмотра. К примеру, коды доступа к банковским счетам, документы или приватные видео и фото файлы.

Есть много решений проблемы. Часто используется пароль или графический ключ, которые нужно ввести, чтобы получить доступ к памяти устройства. Тем не менее такую защиту достаточно просто обойти, подсмотрев что делает человек при включении аппарата.

Выходом стали системы дактилоскопии, которые дают доступ только при совпадении отпечатка пальца с заложенным владельцем шаблоном. Технология пока молода, и имеет свои проблемы. Но уже сейчас обеспечивает достаточно надежное ограничение доступа к конечному устройству.

В статье будут представлены ключевые варианты сенсора и описано, как работает сканер отпечатка пальца. С информацией о конкретных плюсах и минусах рассматриваемых технологий.

Контрольные точки

Принцип работы дактилоскопического сканера отпечатка пальца построен на сравнении узловых точек — минуций. Папиллярная сеть на каждом представляет собой десятки вложенных в друг-друга овалов и сетки пересекающихся линий. Сама их форма и прерывистость строения индивидуальны для каждого человека. Все линии, составляющие уникальный узор, периодически разветвляются и прерываются. В точках, где происходит изменение и находятся минуции — ключевые места. Сравнивая их положение с заложенным пользователем эталоном, система принимает решение о доступе к конечному устройству или его блокировке.

Ультразвуковой сканер отпечатка пальца

Ультразвуковые технологии считаются будущем дактилоскопических систем. Принцип действия сканера отпечатков пальцев такого типа построен на получении изображения от возврата отраженных ультразвуковых волн от поверхности кожи. Работа датчика напоминает своеобразный радар для малых дистанций. Генератор на основе пьезоэлемента выпускает звуковые волны в направлении приложенного пальца. В соответствии с рельефом кожи происходит отражение ультразвуковых волн. На ближних частях к сканеру, на выпуклостях рисунка кожи луч рассеивается меньше, возвращаясь с большей энергией, чем попавший в папиллярную впадину. Детектор определяет разность мощности получаемых волн для каждой части сенсорной матрицы, что и дает итоговое изображение.

Преимущество ультразвуковой системы по сравнению с прочими — аппарат «видит» именно разницу плотности и высоты. То есть, приложить к датчику фотографию отпечатка пальца для его обмана будет недостаточно.

Сейчас технология ультразвуковой дактилоскопии разрабатывается только фирмой Quadcom. Именно датчики настоящего производителя устанавливают в топовые линейки смартфонов и планшетов Samsung. Их пока единственный минус в излишне долгом срабатывании. В остальном, ультразвуковая технология дает сплошные плюсы:

Оптическая система дактилоскопии

Достаточно простая и недорогая технология. В качестве дактилоскопического датчика используется камера, которая фотографирует папиллярные линии. Для улучшения снимка в момент фиксации изображения, зачастую применяется яркая подсветка, обычно зеленого цвета. Низкая цена обеспечила распространение оптических сенсоров на смартфонах среднего ценового уровня. Среди минусов технологии — именно принцип фиксации изображения. Используется 2D снимок, который достаточно легко повторить на бумаге и предоставить аппарату вместо реального пальца. Еще одним отрицательным фактором в использовании оптических сенсоров служит наличие замутнения стекла камеры от царапин и различного мусора. Если его периодически не чистить, точность определения отпечатка сильно упадет.

Резистивно-емкостный датчик

Сканеры такого типа используют чувствительную поверхность, которая состоит из множества микроскопических контактных пластинок. Между поверхностью пальца и проводящей частью в воздухе образуется своеобразный конденсатор. Чем ближе кожа к контакту, тем его емкость меньше. Разница высот поверхности пальца обеспечивается папиллярными линиями.

Аналого-цифровой преобразователь снимает характеристики емкости на каждой пластинке и отправляет их в виде матрицы чисел для последующей обработки в процессор мобильного устройства.

Основной минус у емкостных датчиков — их зависимость от чистоты кожи и самой чувствительной части аппарата. Грязь, влага и пыль изменяют характеристики емкости на каждом участке поверхности, на который попадают. Что сильно влияет на точность определения папиллярного рисунка.

Где располагается

Местоположение, где находится сканер отпечатков пальцев на смартфоне, непосредственно зависит от его типа и желания производителя. Он может быть размещен на любой из граней смартфона или прятаться за его экраном. Последнее возможно для датчиков любого типа. Оптические «видят» поверхность кожи за счет подсветки экраном телефона сквозь полупрозрачный дисплей. Ультразвуковым вообще свет не нужен и стекло не препятствует прохождению колебаний. Что касается емкостных — в качестве них может применяется сбор информации с самого тачпада, с поверхностью которого постоянно работает человек.

В том случае, если производитель экономит, — дактилоскопический сенсор размещают отдельно на корпусе мобильного устройства. Зачастую в подэкранном пространстве. Принцип экономии прост — не нужно делать высокоточный тачпад, необходимый для резистивных датчиков, или выполнять экран полупрозрачным при оптических.

Проблемы технологии

Кроме уже упомянутых проблем, зависящих от самого вида сенсора, есть и другие. Не стоит забывать, что любую, даже зашифрованную информацию можно получить от всех видов аппаратуры ее хранящей. Для некоторых систем процесс займет большее время, у других — совсем недолгое. В результате злоумышленник в любом случае получит интересующие его данные. Среди которых будет и биометрический отпечаток пальца владельца. Теоретически, подделав его, можно получить доступ к другим местам хранения конфиденциальной информации или материальных ценностей.

Телефон, смартфон или планшет в разрезе сказанного более уязвимы. Преступник может похитить само устройство и не спеша «разобраться» с его защитой.

Есть и еще один минус всей технологии в которой используется распознавание отпечатков пальцев. В том случае, если структура линий кожи владельца будет повреждена, он сам не сможет разблокировать собственное устройство. Подобное вполне вероятно в результате травмы. Ему придется для разблокировки обратиться к сторонним специалистам. Которые, в свою очередь, могут быть не сильно честными и впоследствии воспользоваться полученной информацией из устройства или от владельца в корыстных целях.

Иные места применения дактилоскопического сенсора

Датчик отпечатка пальца встречается не только во встроенном формате для конечных устройств. Его можно приобрести и отдельно, с целью создания своего DIY аппарата защиты, наподобие запирающего замка или ключевой системы доступа к клавиатуре. Подобные применяются во всех тех местах, где требуется серьезное ограничение доступа посторонних к критическим объектам.

К примеру дактилоскопические датчики используют:

Используются сканеры отпечатков пальцев и в правоохранительных структурах. Причем не только для ограничения доступа посторонних. Их применяют и в отношении подозреваемых. Раньше, чтобы снять отпечатки пальцев с человека требовалось произвести множество действий: нанести специальную тушь на поверхность кожи, прижать каждый палец к бумаге, выполнить процедуру сканирования результата для перевода его в цифровой вид. Теперь все намного проще и быстрее. Бумага и краска полностью исключаются из процедуры.

Резюмируя

Технология дактилоскопии хороша для защиты конечных устройств от стороннего доступа. Все существующие минусы объясняются только «молодостью» датчиков распознающих отпечатки пальцев. Постепенное их развитие постоянно улучшает получаемые результаты.

На текущий момент малая распространенность технологии связана в первую очередь с ценой приборов и своеобразным отрицанием новшеств, свойственному большинству людей.

Видео по теме

Источник

Дактилофония в смартфонах: каждый палец имеет значение

Последние их разработки позволяют считывать не только рисунок кожи, но и сосудистого русла, причем делают они это бесконтактно, на расстоянии.

Дактилоскопический датчик — вещь полезная, особенно для мобильного устройства, в котором не просто хранятся личные фото и видео, но еще и пароли от электронной почты, сайтов социальных сетей и закрытых форумов, данные банковских карт и электронных кошельков. Эти данные ни в коем случае не должны попасть в руки злоумышленников, и как раз сенсор отпечатков пальцев призван решить проблему. Пока трудно сказать, насколько эффективен он именно в области обеспечения надежности хранения пользовательских данных, но, согласитесь, никто не откажется от дополнительной защиты, которой к тому же удобно пользоваться и которая обладает рядом дополнительных возможностей.

iPhone 5S

Apple дала отдельное название сенсору отпечатков пальцев в своем новейшем флагмане iPhone 5S — Touch ID. Он позволяет разблокировать смартфон, а также использовать биометрическую аутентификацию вместо ввода пароля Apple ID при покупке программ в App Store или мультимедийного контента в iTunes Store.

Надо сказать, что Apple не просто снова оказалась в числе первых — ее дактилоскопический сенсор в iPhone 5S, пожалуй, можно считать лучшим на сегодняшний день. Он очень органично вписан в дизайн смартфона, им удобно пользоваться, к скорости считывания и корректности распознавания тоже никаких претензий.

Сенсор iPhone 5S сканирует не наружные, а внутренние слои кожи, поэтому каждый палец владельца (и связанное с ним действие) распознается безошибочно. Можно отсканировать до пяти своих или чужих пальцев, чтобы можно было разблокировать смартфон, например, большими пальцами обеих рук, а также предоставить доступ кому-нибудь из близких. При обучении сенсора отпечатку хозяина система предлагает нажимать на него по возможности всеми участками пальца и под разными углами, чтобы впоследствии смартфон мог распознавать палец в любом положении.

Данные об отпечатках хранятся в зашифрованном виде, причем, как отмечает Apple, они не хранятся на серверах компании (из-за чего не могут быть предоставлены спецслужбам или другим заинтересованным компаниям), а также недоступны разработчикам приложений. В случае, если пользователь по какой-то причине не сможет использовать авторизацию по отпечаткам пальцев, у него остается возможность прибегнуть к вводу буквенное-цифрового пароля.

Вслед за новым iPhone дактилоскопический датчик появился и в планшетофоне HTC One Max. И это, к сожалению, не лучший пример интеграции биометрического сенсора в мобильное устройство.

Если в iPhone датчик легко доступен, то его расположение в HTC One Max на задней панели вряд ли можно считать оптимальным. Чтобы вслепую сходу попасть пальцем прямо в сенсор, придется как следует потренироваться, а из-за того, что палец невозможно расположить строго параллельно датчику, страдает корректность распознавания кожного рисунка. Приходится «пересканировать палец» по 2-3 раза.

Тем не менее функция работает, а в программном плане HTC кое в чем отличается от Apple. Так, HTC One Max позволяет запоминать отпечатки трех пальцев, при этом каждый из них можно ассоциировать с определенной задачей: разблокировка смартфона, запуск любого приложения, переход на рабочий стол, активация голосового поиска или камеры. Насколько это будет для пользователя удобно — вопрос сугубо индивидуальный, поэтому никаких оценок такому богатому функционалу мы давать не будем.

Pantech

Один из последних смартфонов со встроенным биометрическим датчиком — Pantech Vega Secret Note. Уже из одного названия становится понятно, для чего в нем сканер отпечатков пальцев. Чтобы хранить секреты! Секретом может быть и запись в телефонной книге, и видео, и музыкальный файл. Эти данные становятся доступны только после того, как будет опознан палец владельца, и никак иначе.

К сожалению, создатели Pantech Vega Secret Note пошли по пути HTC и тоже встроили датчик в заднюю панель смартфона. Очень вероятно, что при взаимодействии со сканером отпечатков пальцев пользователи столкнутся с тем же проблемами, с какими столкнулись в случае HTC One Max.

Apple, например, сенсором заменила ввод пароля в собственном магазине приложений, HTC использует датчик, по сути, как многофункциональную кнопку запуска различных приложений, а Pantech уделила больше внимания приватности контента. В будущем же, надо думать, функциональность дактилоскопических сканеров будет только расширяться – биометрия сегодня вообще становится новым трендом (функция распознавания лиц уже работает во многих Android-смартфонах и планшетах).

А вместе с этим привлекательность индивидуальных гаджетов для воров будет стремительно падать – что делать со смартфоном, который нельзя даже включить чужим пальцем? И произойдет это уже очень скоро, ведь на подходе новые флагманские смартфоны с уже обязательными сканерами отпечатков пальцев.

Источник