Mitte väga kaua aega tagasi seostati sõrmejäljelugeja tehnoloogiat enamasti ulmefilmidega. Nüüd isegi sisse soodsa hinnaga nutitelefon Xiaomil on sõrmejäljeskanner. Selgitame lugejatele, kuidas see töötab.

Sõrmejäljeskanner (Touch ID) võimaldab tuvastada kasutaja sõrmeotsa ainulaadse nahamustri järgi. Igal inimesel on oma jäljend ja "muster", mis ei kordu isegi ühemunakaksikute puhul.

Sõrmejälg (sõrmejälg) võimaldab tuvastada iga isiku, näiteks kurjategijate otsimise korral. Nagu selgub, on Touch ID funktsioon kasulik ka nutitelefonide kasutajatele. Selle abiga saate kaitsta oma nutitelefoni volitamata juurdepääsu eest.

Praegu on turul mitut tüüpi skannereid. Kõik need töötavad samal põhimõttel - skanner loeb nutitelefoni omaniku sõrmejälge ja proovides seda avada, võrdleb “mustrit” seadmes eelnevalt programmeeritud mustriga. Kui sõrmejälg ühtib, avatakse seade. Vastasel juhul kuvatakse veateade.

Huvitaval kombel ei analüüsi skannerid kogu sõrmejäljemustrit. Kontrollitakse ainult mõningaid iseloomulikke tunnuseid või mustreid. See on näiteks sõrmejälgede hargnemine, hargnemine või murdumine.

Skannerid teisendavad pildi malliks (malliks) ja algoritm võrdleb kõverate ja joonte vahelist kaugust. See muudab kinnitamisprotsessi palju lühemaks kui siis, kui peaksite analüüsima kogu sõrmejälge.

Algoritmid kinnitavad prindi, kui ligikaudu 40% üksikasjadest ühtivad salvestatud mustriga. Praktikas piisab sellest konkreetse kasutaja tuvastamiseks ja veataluvuse tagamiseks.

Minucia (või "Galtoni punktid") on iga sõrme jaoks ainulaadsed nahamustri (punktid) alad, mis näitavad, millistes kohtades papillaarsed jooned ühinevad, hargnevad või katkevad.

Sõrmejäljeskannerite tüübid

1. optiline skanner"võtab ära" kogu sõrmepaneeli ja kasutab selleks CCD sensorit (nagu enamik kaameraid teeb). Kohtades, kuhu valgus ei ulatu (harjad), kirjutab maatriks "mustad" pikslid, luues sõrmest täpselt kuvatava kujutise. Sageli on optilistel skanneritel sisseehitatud valgusallikas (tavaliselt LED), et pilt oleks võimalikult läbipaistev.

2. mahtuvuslik skanner- maatriksi asemel eriline miniatuursed ahelad kondensaatorid (mahtuvusandurid). Kui paneme näpu sellele lugejale, muutub üksikute kondensaatorite mahtuvus hetkega. Mahtuvuslikud skannerid on palju täpsemad ja tõhusamad kui optilised skannerid, kuna neid on raskem petta.

3. termoskanner– see töötab sarnaselt mahtuvusliku lugejaga, kuid mikrokondensaatorite asemel kasutavad nad mikroskoopilisi termoandureid, mis tuvastavad temperatuuri erinevuse sõrmepadja harjade ja labade vahel. Sellist skannerit ei saa petta näpu imitatsiooniga (s.o nahkkattega killuke).

4. Ultraheli skanner- kasutab difraktsiooni ehk peegelduse ja hajumise nähtust helilained. Kui paneme näpu lugejale, hakkab see meile kuuldamatuid helisid tekitama. Helilainete käitumine prindiala "harja" kokkupuutepunktides skanneriga on täiesti erinev kui "künades" (kus on õhk). See võimaldab ultraheliskanneril luua teie sõrmest täpse sõrmejälje.

Milline sõrmejäljeskanner on parem?

Praegu enamus Xiaomi nutitelefonid kasutage mahtuvuslikke lugejaid, näiteks populaarseid Redmi märkus 3 või Mi 5. Suured lootused on aga otse ekraani alla monteeritud ultraheliskanneritega ning see tehnoloogia on lähitulevikus tõenäoliselt kõige populaarsem.

Puutefunktsioon Nutitelefoni ID, kuigi väga turvaline, ei ole 100% turvaline. Õige tehnoloogia ja tööriistadega saate võltsida sõrmejälje, mis võib skannerit petta.

Mis on siis sõrmejäljeskanner?

See on teatud tüüpi biomeetriline turvatehnoloogia, mis kasutab kasutaja sõrmejälje tuvastamiseks riist- ja tarkvarameetodite kombinatsiooni. See tuvastab ja autentib inimese sõrmejäljed, et lubada või keelata juurdepääs nutitelefonile, rakendusele ja muudele kohtadele, mida tuleb soovimatu sissetungi eest kaitsta. Isikuandmete kaitsmiseks on palju muid viise, näiteks: biomeetria, vikerkesta skaneerimine, võrkkesta skaneerimine, näo skaneerimine ja nii edasi kuni spetsiaalse vere- või kõnnakestini. Muide, kõnnianalüüsi demonstreeriti filmisarjas Mission Impossible koos Tom Cruise’iga. Mõned nutitelefonid kasutavad isegi vikerkesta skannerit, kuid selle funktsiooni rakendamine pole loomulikult kaugeltki ideaalne. Miks sõrmejäljeskanner? See on lihtne: sõrmejälgede skaneerimisplaadid on üsna odavad ning neid on lihtne valmistada ja kasutada. Puudutage skannerit ja teie Redmi Note 3 avatakse koheselt ja on kasutamiseks valmis.

Kuidas eksisteerida erinevad tüübid biomeetrilised turvatehnoloogiad ja sõrmejäljeskannerite tüübid erinevaid tehnoloogiaid ja rakendusmeetodid. Sõrmejäljeskannereid on kolme tüüpi:

1. Optilised skannerid;
2. mahtuvuslikud skannerid;
3. Ultraheli skannerid.

Optilised skannerid

Optilised sõrmejäljeskannerid on vanim meetod sõrmejälgede jäädvustamiseks ja võrdlemiseks. Nagu nimigi ütleb, põhineb see meetod trükise optilise kujutise jäädvustamisel. Sisuliselt on tegemist fotoga sõrmejäljest, mida töödeldakse spetsiaalsete algoritmide abil, et tuvastada pinnal ainulaadsed mustrid, nagu ribid ja unikaalsed lokid, analüüsides pildi heledamaid ja tumedamaid piirkondi.

Nii nagu nutitelefoni kaameral, on ka nendel anduritel piiratud eraldusvõime ja mida kõrgem see eraldusvõime, seda peenemaid mustri detaile sensor sõrmel eristab, seda suurem on turvalisus. Nende andurite anduritel on aga palju suurem kontrastsus kui tavalisel kaameral. Tavaliselt on neil väga suur hulk dioodid tolli kohta, et jäädvustada pilte lähedalt. Aga kui panete näpu skannerile, ei näe selle kaamera midagi, kuna on pime, vaidlustate. Õige. Seetõttu on optilistel skanneritel ka terved LED-massiivid välguna, mis valgustavad skaneeritud ala. Ilmselgelt on see disain telefoni jaoks liiga kogukas, kus korpuse õhukesel on oluline roll.

Optiliste skannerite peamine puudus on see, et neid on üsna lihtne lollitada. Optilised skannerid jäädvustavad ainult 2D-kujutisi. Paljud on näinud, kuidas lihtsate manipulatsioonide abil sama PVA-liimiga või lihtsalt kvaliteetse fotoga häkitakse skanner sisse ja saadakse juurdepääs teie olulistele dokumentidele või kassidele. Seetõttu ei sobi seda tüüpi turvalisus nutitelefonidele.

Nii nagu praegu võib leida takistusliku ekraaniga nutitelefone, võib leida ka optilisi sõrmejäljeskannereid. Neid kasutatakse endiselt paljudes valdkondades, välja arvatud need, kus on vaja tõelist turvalisust. Viimasel ajal, tehnoloogia arenedes ja nõudluse suurenedes tõsisema turvalisuse järele, on nutitelefonid üksmeelselt kasutusele võtnud ja kasutavad mahtuvuslikke skannereid. Neid arutatakse allpool.

Mahtuvuslikud skannerid

See on tänapäeval kõige sagedamini kasutatav sõrmejäljeskannerite tüüp. Nagu nimigi ütleb, on kondensaator mahtuvusliku skanneri peamine skaneerimisseade. Traditsioonilise sõrmejäljekujutise loomise asemel kasutavad mahtuvuslikud skannerid sõrmejälgede andmete kogumiseks väikeseid kondensaatoriahelaid. kondensaatorite kauplus elektrilaeng ja asetades sõrme skanneri pinnale, muutub kondensaatorisse kogunenud veidi nendes kohtades, kus mustri ripp puudutab plaati, ja jääb suhteliselt muutumatuks, kus, vastupidi, on lohud. mustri peal. Integraatori ahel operatsioonivõimendi kasutatakse nende muutuste jälgimiseks, mida saab seejärel analoog-digitaalmuunduri abil salvestada.

Kui sõrmejäljeandmed on jäädvustatud, digiteeritakse andmed ja otsitakse sõrmejälje eristavaid ja unikaalseid atribuute, mida saab omakorda hilisemaks võrdlemiseks salvestada. Selle tehnoloogia peamine eelis on see, et see on palju parem kui optilised skannerid. Skaneerimise tulemusi ei ole võimalik pildiga taasesitada ja seda on uskumatult raske proteesiga ehk trükise valamisega ära petta. Nagu ülalpool kirjeldatud, on selle põhjuseks see, et sõrmejäljetuvastuse käigus salvestatakse veidi erinevad andmed, nimelt kondensaatori laengu muutused. Ainus tõeline turvaoht tuleneb mis tahes riist- või tarkvarahäiretest.

Mahtuvuslikud sõrmejäljeskannerid kasutavad ühes skanneris üsna suuri kondensaatorite massiive, tavaliselt sadu, kui mitte tuhandeid. See võimaldab sõrmejälje servade ja süvendite kujutisel suurt detailsust. Nii nagu optilistes skannerites, annab rohkem kondensaatoreid rohkem kõrge eraldusvõimega skanner, suurendades tuvastamise täpsust ja vastavalt ka turvataset kuni väikseimate punktide tuvastamiseni.

Sest rohkem sõrmejälgede tuvastamise ahela komponentide puhul on mahtuvuslikud skannerid tavaliselt veidi kallimad kui optilised. Mahtuvuslike skannerite varajastes iteratsioonides püüdsid paljud tootjad kulusid vähendada, vähendades sõrmejälgede tuvastamiseks vajalike kondensaatorite arvu. Sellised lahendused ei osutunud peaaegu alati eriti edukaks ning paljud kasutajad kurtsid tuvastuskvaliteedi üle, sest sõrmejälje skannimiseks tuli mitu korda näppu panna. Tänaseks on õnneks see tehnoloogia juba pähe tulnud ja isegi nõudlik kasutaja jääb rahule. Väärib märkimist, et kui sõrm on määrdunud või liiga märg / rasvane, ei suuda mahtuvuslik skanner mõnikord trükist ära tunda. Samas, kas nad ikka pesevad käsi? :)

Ultraheli skannerid

Ultraheli sõrmejäljeskannerid Sel hetkel on uusimad tehnoloogiad sõrmejälgede tuvastamine. Esmakordselt kasutati seda tüüpi skannerit Le Max Pro nutitelefonis. See telefon kasutab oma Sense ID-ga Ameerika ettevõtte Qualcommi tehnoloogiat.

Ultraheliskanner kasutab sõrmejälje tuvastamiseks ultrahelisaatjat ja vastuvõtjat. Ultraheli impulss edastatakse otse sõrmele, mis asetatakse skanneri ette. Osa sellest impulssist neeldub ja osa tagastatakse vastuvõtjasse ning tuvastatakse edasi, tuginedes igale sõrmele unikaalsetele ribidele, süvenditele ja muudele prindi omadustele. Ultraheli skannerites kasutatakse mehaanilist pinget tuvastavat andurit, et arvutada skanneri erinevates punktides tagasi pöörduva ultraheliimpulsi intensiivsus. Pikema aja jooksul skannimine võimaldab jäädvustada täiendavaid sõrmejälgede sügavuse andmeid ja tulemuseks on skannitud sõrmejäljest väga üksikasjalikud 3D-pildid. 3D-tehnoloogia kasutamine selles skannimismeetodis teeb sellest kõige turvalisema alternatiivi mahtuvuslikele skanneritele. Selle tehnoloogia ainsaks puuduseks on see, et hetkel pole seda veel välja töötatud ja see on liiga kallis. Esimesed selliste skanneritega nutitelefonid on selles valdkonnas pioneerid. Samal põhjusel ei kasutanud Xiaomi oma lipulaevas Mi5 ultraheliskannerit.

Sõrmejälgede töötlemise algoritmid

Kuigi enamik sõrmejäljeskannereid põhinevad väga sarnastel riistvaralistel põhimõtetel, lisakomponendid ja tarkvara võib mängida olulist rolli sõrmejälgede tuvastamisel. Erinevad tootjad kasutavad mitut erinevat algoritmi, mis on kõige mugavamad konkreetne mudel protsessor ja operatsioonisüsteem. Vastavalt sellele kl erinevad tootjad sõrmejälgede võtmeomaduste määramine võib erineda kiiruse ja täpsuse poolest.

Reeglina otsivad need algoritmid, kus harjad ja lohud lõpevad, ristuvad ja jagunevad kaheks osaks. Trükimustri omadusi nimetatakse ühiselt "väikesteks asjadeks". Kui skannitud väljatrükk vastab mitmele pisiasjale, loetakse see vasteks. Mille jaoks see on? Selle asemel, et võrrelda iga kord terveid sõrmejälgi, vähendab "vähe" võrdlemine iga sõrmejälje töötlemiseks ja tuvastamiseks vajalikku töötlemisvõimsust. Samuti seda meetodit aitab vältida tõrkeid sõrmejälje skaneerimisel ja mis kõige tähtsam, saab sõrme mittetäielikult peale kanda. Lõppude lõpuks ei pannud sa kunagi täpselt näppu? Muidugi mitte.

Seda teavet tuleb hoida teie seadmes turvalises kohas ja piisavalt kaugel koodist, mis võib skanneri töökindlust ohustada. Selle asemel, et kasutajaandmeid veebis salvestada, salvestab protsessor sõrmejälgede teabe turvaliselt TEE (usaldusväärse ülesannete keskkonna) füüsilisele kiibile. Seda turvatsooni kasutatakse ka muude krüptograafiliste protsesside jaoks ja sellel on otsene juurdepääs turvariistvaraplatvormidele, näiteks samale sõrmejäljeskannerile, et vältida tarkvara nuhkimist ja sissetungimist. Need erinevate tootjate algoritmid võivad erineda või isegi olla erinevalt organiseeritud, näiteks Qualcommil on Secure MCM arhitektuur ja Apple'il Secure Enclave, kuid need kõik põhinevad samal põhimõttel salvestada see teave protsessori eraldi osasse. .

Kui kasutate oma nutitelefoni iga päev, ei mõtle te tegelikult sellele, kuidas see või teine ​​funktsioon töötab. Võtke sisse sama sõrmejäljeskanner Meizu nutitelefonid: avab seadme esimesel korral, see on hea. Mitte igaüks ei tea, et on olemas mitut tüüpi skannereid, mis erinevad üksteisest. Täidame teadmiste lünga.

Miks on vaja sõrmejäljeskannerit

Isikuandmete kaitse on praegu meie digimaailmas põhiküsimus, oluline pole mitte ainult andmete omamine, vaid ka nende kaitsmine. Näiteid ei pea kaugelt otsima, vähesed tunnevad heameelt, kui kursusekaaslane loengus “keera ja vaata” telefoni võtab ja seejärel pildigaleriisse kaevuma hakkab. Muidugi, kui teil on Meizu ja olete rakendusele juurdepääsu parooliga blokeerinud, ei saa te selle pärast muretseda, kuid mitte kõik pole sellest võimalusest teadlikud.

Sõrmejälje tuvastamine on üks usaldusväärsemaid viise omaniku isiku kinnitamiseks. Täpsuse poolest on see meetod võrkkesta skaneerimise ja DNA analüüsi järel teisel kohal, kuid on ees. Nõus, reaalsetes tingimustes on raske ette kujutada lukustamata nutitelefoni vereanalüüsi vajadust.

Mida peate teadma sõrmejälgede kohta

Esiteks, jäljendi moodustab papillaarne muster nahal, seda on näha sõrmedel. Need on eendid ja süvendid nahal, mis moodustavad ainulaadse mustri.

Teiseks on iga inimese muster ainulaadne, isegi lähisugulaste ja kaksikute jaoks. See moodustub sündimata lootel ja jääb muutumatuks kogu elu jooksul.

Kolmandaks, isegi kui epidermis on kahjustatud, siis aja jooksul muster taastub, küsimus on ainult nahakahjustuse ajas ja astmes. Seetõttu pole filmid, kus peategelased oma jäljed eemaldavad, midagi muud kui väljamõeldis.

Neljandaks, iga trükis ei sisalda mitte ainult visuaalseid omadusi, vaid ka oma termilisi ja elektrilisi omadusi.

Kõik need omadused olid omanike tuvastamise meetodite aluseks. kaasaegsed nutitelefonid, sülearvutid ja muud seadmed. Andurid on jagatud kolme rühma: optilised, pooljuht- ja ultraheliandurid.

Optilised andurid

Nagu nimigi ütleb, põhineb äratundmise põhimõte papillaarsete mustrite kujutise analüüsil. Pildi saamise meetodid jagunevad omakorda mitmeks tüübiks: peegeldus, luumen või kontaktivaba tuvastamine.

Peegeldavad andurid

Sellised skannerid kasutavad pettunud täieliku sisemise peegelduse efekti. Selle olemus on lihtne: kui valgus tabab erinevate pindade piiri, jaguneb voog kaheks osaks, millest üks peegeldub piirilt ja teine ​​tungib läbi piiri teise keskkonda. Mis on pinnad? Need on andurile rakendatud mustri kõrgused ja anduri vaba osa, mis sisaldab mustri süvendeid.

Kui mängite nurga väärtusega, võite saavutada kogu voo peegelduse meediumide vahelisest liidesest, lihtsate sõnadega, valgus peegeldub kohtadest, kus nahk sensorit ei puuduta, luues nii seadme mällu mustri kujutise.

See on kõige lihtsam meetod, kuid sellel on puudused: seda saab petta mannekeeniga, sellised andurid on saastumise suhtes tundlikud.

Läbipaistvad andurid

Sellised andurid töötavad fiiberoptilise maatriksi abil, milles iga kanali ühte otsa on fikseeritud fotosilm. Andurile asetatakse sõrm, ülevalt kiirgatakse valgust ja andurid registreerivad jääkvalgusvoo mustri kõrguste kokkupuutepunktides anduri pinnaga. Sellist andurit on raske petta, mannekeen enam ei tööta, kuid seda meetodit ei saa mobiilseks nimetada.

Lähedusandurid

Kõige levinum kõigist mobiilplatvormide optilistest anduritest. Oma olemuselt sarnaneb peegeldavatele anduritele, ühe erandiga ei ole vaja sõrme otsest kontakti anduri pinnaga. Sõrm kantakse kaitseklaasile, mille all on sensorlääts ja selle külgedel valgusallikad. Valgus peegeldub sõrmemustrist, maatriks on fokusseeritud läbi läätsede. Tööpõhimõte on väga sarnane digikaamera tööga. See andur on tundlik ka saastumise suhtes. kaitseklaas, soovi korral saab seda petta mannekeeniga.

Pooljuhtandurid

Sellised andurid kasutavad pooljuhtide omaduste muutust mustriharja kokkupuutepunktis anduri enda pinnaga.

Mahtuvuslikud skannerid

Need töötavad pooljuhi mahtuvuse muutumisel kahe pooljuhi kokkupuutealal erinevad tüübid läbitavus. Erinevus ilmneb kohtades, kus papillaarmustri hari puudutab pooljuhtmaatriksit. Vastuvõetud andmed konverteerib sõrmejäljeks eraldi turvaline protsessor. Sellised andurid on odavad ja vähenõudlikud, kuid neid saab petta ka mannekeeniga.

RF skannerid

Teine alamliik, mis kasutab madala intensiivsusega raadiosignaale. Andur püüab peegeldunud signaali mustriharja pealekandmise kohas, moodustades nii jäljendist digitaalse kujutise. Sellist andurit on raske petta, sest naha peegeldusomadusi koos ainulaadse mustriga on peaaegu võimatu võltsida, kuid kui sõrm puudutab anduri pinda halvasti, muutub sõrmejälgede tuvastamine keeruliseks.

Piesoelektrilised elemendid

Pinnale avaldatava surve suhtes tundlikud andurid määravad näppu pannes ära trüki mustri: mustri servad avaldavad survet, aga rennid mitte. Selliseid andureid on ka lihtne juhtida ja nende üldine tundlikkus on madal, kuid need on suhteliselt odavad.

Temperatuuriandurid

Nad loevad trükipinna ainulaadset temperatuurikaarti. Püroelektrilised elemendid vastutavad temperatuuri muutmise eest digitaaltrükiks. Selliseid andureid on raske petta, eriti kuna need on elektrostaatikale vastupidavad ja töötavad mis tahes temperatuuritingimustes. Puuduseks on ainult üks, temperatuurikaart kaob kiiresti, sest. anduri ja sõrme pind saavutavad kiiresti termilise tasakaalu.

Ultraheli andurid

Sellised andurid on kõige arenenumad ja kiiremad, skaneerivad kinnitatud sõrme pinda. Mustri servadelt ja süvenditest peegeldunud signaali taseme erinevuse salvestab andur, misjärel ehitatakse trükisest terviklik digitaalne pilt. Selliseid andureid on peaaegu võimatu petta, sest. lisaks rakendatava pinna kaardile saavad nad lugeda ka pulssi ja muid bioloogilise aktiivsuse näitajaid. Pealegi reageerivad sellised andurid hästi ka märja sõrmega puudutamisel ja seda eriti nutitelefonide igapäevases kasutuses. Kõigist kirjeldatutest on need kõige kallimad, kuid just seda tüüpi kasutatakse uusimates Meizu seadmetes.

Järeldus

Meie väike õppeprogramm sõrmejäljeskannerite kohta on läbi saanud, nüüd, seadet kätte võttes ja sõrme andurile pannes, tead, kuidas see töötab ja kuidas see pisiasi sinu isikuandmeid kaitseb. Mida sõrmejäljeskannerid suudavad, saate selle teema kohta lugeda eraldi.

Tänapäeval paneb ühiskonna arvutistumine meid otsima erinevaid viise piirangud arvutisse salvestatud teabele juurdepääsul. Veelgi enam, parooliga autoriseerimise ja kasutaja autentimise süsteem on üks levinumaid, kuigi sellel on palju puudusi. alternatiivne paroolikaitse Autentimist saab läbi viia kasutaja biomeetriliste parameetrite, eelkõige sõrmejälje järgi. Ja selleks on vaja vaid sõrmejäljeskannerit ja vastavat tarkvara, mis seadmega kaasas on.

Sõrmejäljeskanner on seade, mis loeb sõrme kujutist koos kõigi selle omadustega papillaarmustri kujul ja edastab skannimise tulemuse tarkvarasse. Spetsiaalne rakendus võrdleb saadud pilti biomeetrilise parooli genereerimise etapis loodud näidisega.

Sõrmejäljeskannerite tüübid

Kõik praegu kasutusel olevad sõrmejäljeskannerid võib füüsilise tööpõhimõtte alusel jagada kolme rühma:

pooljuht (räni);

optiline;

Ultraheli.

Pooljuhtskannerid

Seda tüüpi skanner saab kujutise, mis põhineb pooljuhtide omadustel, mis muutuvad papillaarmustri ja skanneri kokkupuutepiirkonnas. Töö keskmes seda tüüpi skaneerimisseadmed võivad põhineda mitmel tehnoloogial:

mahtuvuslikud skannerid. Selliste skannerite töö põhineb pn-siirde mahtuvuse muutumisel papillaarmustri servade ja pooljuhtmaatriksi elementide kokkupuutel.

Seda tüüpi rõhutundlikud sõrmejäljed kasutavad oma töös spetsiaalset piesoelektriliste elementide maatriksit. Kui sõrm puutub kokku maatriksiga, avaldavad servad sellele survet, kuid rennid vastavalt mitte. Maatriksile avaldatava surve alusel moodustub pilt.

Seda tüüpi seadmetes kasutatakse püroelektrilistest elementidest koosnevaid andureid. Need andurid registreerivad temperatuuri erinevuse ja muudavad selle seejärel pingeks.

RF-skannerid. Seda tüüpi skannerid koosnevad mikroantennidest, mis genereerivad nõrka signaali ja vastavalt papillaarmustrilt vastuseks saadud elektromotoorjõu suurusele moodustub sõrmejälje lõplik kujutis.

Stretch termoskannerid. Sama mis termoskannerid. Ainus erinevus seisneb selles, et sõrmega tuleb üle skaneerimispinna pühkida, mitte rakendada.

Mahtuvuslikud veojõuskannerid. Kujutise saamise tehnoloogia on sama, mis mahtuvuslikel, kuid võttemeetod erineb selle poolest, et sõrm tõmmatakse mööda skaneerimispinda.

RF-veojõuskannerid. Nende seadmete tööpõhimõte on sama, mis raadiosagedusseadmetel, kuid pildi jäädvustamise meetod ei ole mitte sõrme asetamine seadmele, vaid sõrmega üle selle pinna libistades.

Optilised skannerid

Seda tüüpi sõrmejäljeskanner võtab optilise meetodi abil vastu kujutise sõrmest. Seda tüüpi seadmed põhinevad erinevatel tehnoloogiatel.

FTIR skannerid. Need seadmed kasutavad pettunud sisemise peegelduse efekti.

fiiberoptilised skannerid. on fiiberoptiline maatriks, mille iga kiud sisaldab fotoelementi.

- Elektrooptilised skannerid. Pildi saamine pärineb elektro-optilisest polümeerist, mille koostises on valgust kiirgav kiht.

Optilised veojõuskannerid. Seda tüüpi Seade on fiiberoptiliste seadmete täiustus, milles pildi saamiseks tuleb sõrmega üle pinna jooksutada, mitte seda peale kanda.

Rullskannerid. Pildi saamiseks tuleb libistada sõrm üle rulliku, kus tehakse papillaarmustritega sõrme pilte.

Kontaktivabad skannerid. Sõrmede skaneerimine toimub kontaktivabalt. Sõrm kantakse augule, kus seda valgustavad mitmed allikad ning sisseehitatud kaamera jäädvustab sõrme kujutise.

Ultraheli skannerid

Seda tüüpi seade skaneerib ultrahelilainetega sõrme pinda ning peegeldunud lainete mõõdetud kauguse põhjal süvenditest ja eenditest koostatakse pilt. Seda tüüpi seadmed erinevad ülalpool käsitletutest selle poolest, et skannimistulemus on parema kvaliteediga.

30. märts 2011, kell 04:01

Sõrmejäljeskannerid. Klassifitseerimise ja rakendamise meetodid

• arvutiriistvara

Umbes aasta tagasi pidin kursusetööd kirjutades silmitsi seisma sõrmejäljeskanneritega. Mäletan selgelt, kui ebameeldivalt olin üllatunud nende mitmekesisusest – loomulikult, sest pidin igaühe jaoks otsima infolekke kanaleid ja kirjutama nende hindamise metoodika. Ja ometi on tõsiasi, et praegu on neid põhimõtteliselt erinevaid viise erineva usaldusväärsuse ja tõhususega sõrmejälgede saamine.

Skaneerimise kohta

Veidi enam kui aasta tagasi tõstatati Habrel biomeetrilise tuvastamise küsimus, nii et Üldine informatsioon Annan lühidalt. Füsioloogiliselt on sõrmejälg nn papillaarne muster - väljaulatuvate osade (harjade) konfiguratsioon, mis sisaldavad üksikuid poore, mis on eraldatud süvenditega. Sõrme naha all on veresoonte võrgustik. Samuti seostatakse sõrmejälge teatud naha elektriliste ja termiliste omadustega. See tähendab, et sõrmejäljekujutise tegemiseks saab kasutada valgust, soojust või elektrilist mahtuvust (või nende kahe kombinatsiooni). Sõrmejälg moodustub loote arengu käigus ja ei muutu inimese elu jooksul, lisaks taastab see mõne aja pärast kahjustamisel oma esialgse struktuuri. Isegi identsetel kaksikutel pole identseid sõrmejälgi. Usaldusväärsuse poolest on sõrmejälgede skaneerimine DNA analüüsi järel teisel kohal, samuti iirise või võrkkesta skaneerimine.

Kõik olemasolevad sõrmejäljeskannerid võib jagada kolme rühma: optilised, pooljuht- ja ultraheliskannerid. Lisaks on iga meetodi puhul selle rakendamiseks mitu võimalust.

Optilised skannerid

Optilised skannerid põhinevad optiliste meetodite kasutamisel kujutise saamiseks. Optilise meetodi rakendamiseks on mitu peamist viisi:

Peegeldusoptiline meetod

See meetod kasutab täieliku frustreeritud sisepeegelduse (Frusted Total Internal Reflection) efekti. Mõju seisneb selles, et kui valgus langeb kahe meediumi vahelisele liidesele, jaguneb valgusenergia kaheks osaks – üks peegeldub liideselt, teine ​​tungib läbi liidese teise keskkonda. Peegeldunud energia osa sõltub valgusvoo langemisnurgast. Alates selle nurga teatud väärtusest peegeldub kogu valgusenergia liidesest.

Seda nähtust nimetatakse täielikuks sisepeegelduseks. Tihedama optilise kandja (sõrmepinna) kokkupuutel vähemtihedaga täieliku sisepeegelduse punktis läbib valguskiir seda piiri. Seega peegelduvad piirilt ainult valguskiired, mis tabavad teatud täieliku sisepeegelduse punkte, millele sõrme papillaarmustrit ei rakendatud. Saadud sõrmepinna heleda kujutise jäädvustamiseks kasutatakse spetsiaalset pildisensorit (CMOS või CCD, olenevalt skanneri teostusviisist).

Meetodi puudused:

Tundlikkus reostuse suhtes

Juhtivad selliste skannerite tootjad on BioLink, Digital Persona, Identix.

Optiline meetod edastamisel

Seda tüüpi skannerid on fiiberoptiline maatriks, milles kõik väljundlainejuhid on ühendatud fotoanduritega.

Iga anduri tundlikkus võimaldab salvestada sõrme läbiva jääkvalguse kohas, kus sõrm puudutab maatriksi pinda. Kogu trükise pilt kujuneb vastavalt igalt fotosensorilt loetud andmetele.

Kell seda meetodit palju rohkem eeliseid:
Kõrge lugemiskindlus
vastupanu pettusele

Sellel meetodil on aga ka märkimisväärne puudus - selle rakendamise keerukus:

Seda tüüpi skannereid toodab Security First Corp.

Optilised lähedusskannerid

Optiliste puutevabade skannerite puhul ei usu te, et see ei nõua otsest sõrmekontakti skannimisseadme pinnaga. Sõrm asetatakse skanneris olevale augule, mitmed valgusallikad valgustavad seda altpoolt erinevatest külgedest, skanneri keskel on lääts, mille kaudu kogutud teave projitseeritakse CMOS-kaamerale, mis teisendab saadud andmed sõrmejäljekujutiseks.

Seda tüüpi skannerite juhtiv tootja on Touchless Sensor Technology.
(Millegipärast pole eeliste/miinuste kohta midagi öeldud)

Pooljuhtskannerid

Pooljuhtskannerid põhinevad pooljuhtide omaduste kasutamisel sõrmepinna kujutise saamiseks, mis muutuvad papillaarmustri servade kokkupuutepunktides skanneri pinnaga.

Mahtuvuslikud skannerid

Mahtuvuslikud skannerid on tänapäeval kõige levinumad pooljuhtseadmed sõrmejälgede jäädvustamiseks. Nende töö põhineb pooljuhi p-n-siirde mahtuvuse muutumisel, kui papillaarmustri hari puutub kokku pooljuhtmaatriksi elemendiga. Olemas on mahtuvuslike skannerite modifikatsioonid, kus iga pooljuhtelement maatriksis toimib ühe kondensaatorplaadina ja sõrm teisena. Andurile sõrme asetamisel moodustub iga tundliku elemendi ja papillaarmustri eendi-õõnsuse vahele mahtuvus, mille väärtuse määrab sõrme reljeefse pinna ja elemendi vaheline kaugus. Nende konteinerite maatriks teisendatakse sõrmejäljekujutiseks.

Selle populaarsuse eelised on järgmised:
Odav
Töökindlus

Puudused:
Ebatõhus kaitse mannekeenide eest

Seda tüüpi skannerite juhtivad tootjad on Infineon, STMicroelectronics, Veridicom.

RF skannerid

RF-välja skannerid kasutavad elementide maatriksit, millest igaüks toimib nagu miniatuurne antenn. RF-moodul genereerib madala intensiivsusega signaali ja suunab selle sõrme skaneeritud pinnale. Kõik maatriksi tundlikud elemendid saavad signaali, mis peegeldub papillaarmustrist. Igas miniantennis indutseeritud EMF-i väärtus sõltub selle läheduses oleva papillaarmustri harja olemasolust või puudumisest. Nii saadud pingemaatriks teisendatakse digitaalseks sõrmejäljekujutiseks.

Eelised:
Kuna analüüsitakse naha füsioloogilisi omadusi, kipub selle skanneri petmise tõenäosus olema null

Puudused:
Ebakindel töö halva sõrmekontakti tõttu

Tuntud raadiosageduslike skannerite tootja on Authentec.

Survemeetodit kasutavad skannerid

Rõhuskannerid kasutavad oma disainis mitmesuguseid rõhutundlikke piesoelektrilisi elemente. Kui skaneerimispinnale asetatakse sõrm, avaldavad papillaarmustri kaardunud eendid survet maatriksielementide alamhulgale. Naha mustri õõnsused ei avalda survet. Seega muudetakse piesoelektrilistelt elementidelt saadud pingete kogum sõrmejäljekujutiseks.

Sellel meetodil on mitmeid puudusi:
madal tundlikkus
ebatõhus kaitse mannekeenide eest
vastuvõtlikkus liigse jõu põhjustatud kahjustustele

Survetundlikke skannereid toodab BMF.

Termoskannerid

Termoskannerid - sellistes seadmetes kasutatakse püroelektrilistest elementidest koosnevaid andureid, mis võimaldavad salvestada temperatuuri erinevust ja teisendada selle pingeks.
Kui skannerile asetatakse sõrm, lähtudes püroelektrilisi elemente puudutava papillaarmustri väljaulatuvate osade temperatuurist ja süvendites oleva õhu temperatuurist, koostatakse sõrme pinna temperatuurikaart, mis seejärel teisendatakse digitaalne pilt.

Temperatuurimeetodil on palju eeliseid:
- kõrge vastupidavus elektrostaatilisele lahendusele
stabiilne töö lai temperatuuri vahemik
tõhus kaitse mannekeenide eest.

Selle meetodi puudused hõlmavad asjaolu, et pilt kaob kiiresti. Esimesel hetkel sõrme peale pannes on temperatuuride erinevus märkimisväärne ja signaali tase vastavalt kõrge. Lühikese aja pärast (vähem kui kümnendik sekundist) pilt kaob, kui sõrm ja andur jõuavad termilise tasakaaluni.

Ultraheli meetod

Siiani on selles rühmas ainult üks meetod, mida nimetatakse nii. Ultraheli skannerid (Ultrasonic Scanners) skaneerivad sõrme pinda ultrahelilainetega. Lainete allika ja papillaarmustri kaardunud eendite ja õõnsuste vahelisi kaugusi mõõdetakse nendelt peegelduva kaja järgi.

Saadud kujutise kvaliteet on kümme korda parem kui mis tahes muu turul olev biomeetriline meetod. Lisaks on see meetod mannekeenide eest peaaegu täielikult kaitstud, kuna see võimaldab lisaks papillaarse sõrme mustri sõrmejäljele saada teavet ka mõne muu omaduse, näiteks pulsi kohta.

Puudused:
 Kõrge hind

Seda tüüpi skannerite juhtiv tootja on Ultra-Scan Corporation.