Оптические сканеры отпечатков пальцев. Обзор датчика R308

Первым смартфоном, который получил сканер отпечатков пальцев, стал iPhone 5S. Спустя определенное время подобную функцию начали использовать и другие производители в устройствах средней ценовой категории. На данный момент сканер уже можно встретить даже в бюджетных вариантах. В статье рассмотрим наиболее интересные телефоны с описываемой функцией.

Что можно сказать о внешнем виде данной модели? Этот телефон выглядит так же, как и предыдущая модификация - iPhone 6s. Разница между ними в том, что «старшая» модель имеет большие габариты. Два телефона идентичны, если рассматривать их вместе. Покупатели не называют это недостатком. В целом у производителя всегда удавался хороший и играющий интересными нотками дизайн, который радует владельцев несколько лет.

Из-за рамок возле дисплея телефон кажется несерьезным, особенно сильно они выделяются в белом цвете на передней части. Этим данная деталь отличается от оформления экрана на iPhone 5S. Вес приспособления стал заметно больше, чем был ранее. Габариты увеличены немного (толщина на 0,2 см, ширина - 0,1 см), а вес - на 20 грамм. Общая масса устройства составила 192 г. Разница вроде бы несущественная, но при использовании смартфона сильно чувствуется. Но в целом эксплуатация вполне комфортная и удобная. Владельцы iPhone 6S Plus этот фактор минусом не считают.

Компания чересчур озабочена тем, что хочет увеличить габариты телефона, поэтому эргономичность пострадала. Иногда неудобно пользоваться боковыми клавишами - они слишком высоко. И если еще кнопка блокировки используется не сильно часто, то из-за постоянного нажатия на «качели» громкости, до которых трудно дотянуться, у человека портится впечатление о смартфоне. Подобная проблема была и при работе с экраном iPhone 5S.

Корпус сделан из качественных материалов. Боковые панели и тыльная часть созданы из алюминия. На экране находится специальное Сборка на высшем уровне, к ней нет никаких претензий.

Samsung Galaxy S7 Edge

Внешний вид данного смартфона со сканером отпечатка пальца был создан на базе телефонов S6 Edge и S6 Edge+. Однако компании удалось совместить все идеи таким образом, чтобы дизайн не повторялся и имел какие-то различия - свои особенности. На лицевой части можно заметить, что загиб виднеется не только сбоку, но еще сверху и снизу.

С этим же южнокорейский производитель смог поднять уровень сборки телефона. Были применены новые технологии. Между рамкой из металла и стекла практически нет зазора. Может показаться, что последний материал перетекает и дополняется прочной вставкой. За счет такого панель намного лучше выглядит, она более аккуратная.

Тыльная поверхность телефона с отпечатком пальца сделана тоже из стекла. По бокам оно загибается. Подобное решение уже встречалось в приспособлении Galaxy Note 5. В этой же модели оно намного лучше проявило себя.

Итак, в чем же заключается новое оформление данного телефона? Производитель использовал свои старые наработки, сделал их мощнее и использовал их все вместе в одном устройстве. Смартфон действительно отлично выглядит, привлекает взор, не надоедает, и эксплуатировать его одно удовольствие.

Корпус имеет скругленные грани, поэтому они неострые. Однако телефон от такого решения хуже не стал. Металл шероховатый, соответственно держать приспособление в руке намного проще. Стекло назвать цепким сложно. Оно хоть и покрыто олеофобным материалом, однако легко собираются отпечатки пальцев. Чтобы удалить их с поверхности, достаточно протереть маленькой тряпочкой.

Размер гаджета - 15 × 7,2 × 0,7 см. Весит прибор - 157 г. Он намного меньше, чем многие другие 5,5-дюймовые приспособления. Экран занимает всего лишь 80 % поверхности телефона. Из-за того, что дисплей изогнутый, может показаться, будто рамки отсутствуют. Имеется выступ, необходимый для защиты экрана.

Данный смартфон несильно отличился от предыдущих вариантов - в нем также установлен сканер отпечатков пальцев. Он находится в клавише «Домой». Не заметить ее сложно, так как расположилась она под экраном. Кнопка крупная, на нее легко нажимать. Сканер работает превосходно - отклик моментальный. Срабатывает он даже при касании влажным пальцем - прибор водонепроницаемый.

Описываемый далее телефон мало чем отличается от модели Redmi Note 3. Данная модификация также продается в нескольких цветовых вариантах. Корпус не разбирается. На верхней и нижней частях имеются вставки из пластика. От металла по внешнему виду их отличить сложно. Нужны они для того, чтобы хорошо функционировали антенны.

Сверху телефона с отпечатком пальца можно заметить разъем для работы с наушниками. Тут же расположился микрофон и инфракрасный порт. На нижней панели локализуется разъем для присоединения «микро-USB». Рядом с ним находится основной микрофон. Слева встроен слот, который нужен для подключения карточки сотового оператора, справа - клавиши включения/выключения телефона и регулировки громкости. Кнопки являются сенсорными, они находятся на основной панели и не занимают много места на ней.

На задней части можно заметить основную матрицу, тут же есть вспышка и встроен сканер отпечатков пальцев. Ни один из перечисленных деталей не выступает за корпус смартфона Xiaomi Redmi Note 3 Pro.

Панель не разбирается, поэтому телефон создает монолитное ощущение. Люфт и скрипы не могут присутствовать, ведь попасть внутрь устройства невозможно, а соответственно, заметить какие-то недостатки сложно. Эргономика телефона обычная. Пользоваться им удобно. Глянцевые элементы отсутствуют, приспособление гладкое. В ладони лежит отлично, не скользит и не врезается в нее.

Данная модель, как уже понятно, имеет сканер. Он работает прекрасно, распознает быстро - этот процесс занимает не больше 0,5 сек. Иногда может не срабатывать, но, как правило, дело в том, что человек неправильно приложил палец. Данный недостаток некритичен.

Meizu M3 Note

Данный производитель взял в правило подражать Apple, соответственно потенциальные покупатели уже давно этому не удивляются. Однако телефон, о котором пойдет речь далее, был создан под вдохновением сразу нескольких «шедевров». Если взглянуть на приспособление, а точнее, на его лицевую часть, то оно будет напоминать 6S+ от американского «яблока». Задняя же панель схожа с китайским Xiaomi, о котором мы рассказали выше. Это устройство нередко называют хорошим телефоном с отпечатком пальца.

Дисплей имеет размер 5,5 дюймов. На лицевой части можно заметить динамик, фронтальную камеру, датчики, а также клавишу со встроенным сканером отпечатков пальцев, индикатор уведомлений. Все это расположено максимально удобно. Сканер, а точнее, его кнопка, имеет обрамление из металла. В корпус она утоплена. Данный сенсор работает прекрасно. Он быстро распознает отпечатки, позволят не только разблокировать экран, но и защитить информацию. Сама кнопка также выполняет функцию «Домой» или «Назад». Эта функциональная часть понравится всем пользователям гаджета, которые привыкли к небольшому экрану и постоянным промахам по элементам интерфейса.

Справа у телефона с отпечатком пальца можно заметить клавиши. Они механического типа. Сильно выпирают из корпуса, ход максимальный. Претензии к смартфону небольшие - тем, кто привык к "качели" громкости, расположенной с левой стороны, придется переучиться. Многих поначалу раздражает, что при звонке путаешься, как убавить или прибавить звук. Снизу на устройстве расположились динамик и микрофон. Также имеются винтики, соединяющие панель устройства (вписались в дизайн на отлично), и разъем для работы со шнуром типа USB. Лот с сим-картами «нано» находится слева. Если нет второго мобильного номера, то вместо него можно установить внешний накопитель в порт.

Задняя часть этого смартфона со сканером отпечатка пальца обтекаемая. Многим кажется, что телефон весь сделан из алюминия, но это мнение ошибочно. Для того чтобы антенны работали без сбоев, наверху и внизу находятся пластиковые вставки. Они имеют цвет металла и матовый внешний вид. Маскировка рушится только тогда, когда человек прикасается к поверхности - нет специфического холодка, который характерен для прочного материала. Вся остальная часть приспособления сделана из алюминия.

Сверху находится модуль камеры со вспышкой, тут же можно найти логотип компании. Аппарат в руке лежит отлично. Он не кажется толстым, хоть и его ширина составляет 0,8 см. Весит прибор 163 грамма. Батарея получила мощность 4100 мАч. В продаже имеется несколько различных расцветок - сочетания золотого, белого и серебристого, а также темно-серого, черного и белого.

OnePlus 3

Предыдущие версии OnePlus сильно выделяются на фоне конкурентов. Они имеют отличительный внешний вид, особенно если разбирать серые модификации. У них шероховатая поверхность. Но после того как вышло второе поколение телефона, разработчики поняли, что пора менять оформление. OnePlus 3 получил не особо замысловатый дизайн, однако не менее интересный. Смартфон немного кажется похожим на Huawei и Meizu. Но о полном копировании оформления речь не идет.

Изменение основных аспектов внешнего вида телефона с отпечатком пальца пошло на пользу и компании, и самой модели. Корпус тонкий, грани скругленные. Благодаря этому устройство прекрасно лежит в руках. Продается два цветовых варианта: серый с черной передней частью и золотой с белой.

Детали телефона

Производитель уделил много внимания деталям. Все клавиши удобные, имеют прекрасный ход, сборка качественная. Установлен слот для сим-карт. Они должны быть типа «нано». Вставлен порт в корпус отлично. Разъемы и динамик находятся снизу.

Под экраном можно заметить сразу три клавиши. Они сенсорного типа. Центральная, как и полагается, имеет небольшое углубление. Этот прибор поддерживает блокировку телефона отпечатком пальца. Сканер в средней кнопке. Боковые клавиши имеют подсветку. Она работает во время нажатия на них, через пару секунд отключается.

Если человеку хочется пользоваться наэкранными клавишами и ему они нравятся больше, то можно в настройках активировать их. Тут же разрешается менять порядок. Над экраном находятся датчики вместе со специальным индикатором. Он переключает свой цвет в зависимости от выбранной настройки.

Elephone S3

Дизайн этого недорогого телефона с отпечатком пальца имеет свои особенности. Устройство узнаваемое, представлено в различных ценовых вариантах: черном, розовом, белом. Корпус тонкий: 0,8 см. Сделан из цельного металла. Сам корпус имеет изогнутую форму, углы скругленные, а фаска из хрома. Весит немного, всего 145 г. Соотношение экрана и корпуса - 5,2 дюйма. Из-за этого устройство кажется удобным. Прекрасно помещается в ладони, не выскальзывает. Можно с легкостью управлять одной рукой. Своей удачной эргономикой напоминает шестой айфон. Однако экран здесь немного больше.

На передней панели находится защитное стекло, можно заметить скругленную кромку. Сенсорные кнопки отдельного типа не используются. Встроены наэкранные - их легко скрыть обычным свайпом вниз.

Рамка экрана по бокам отсутствует. Точнее, она присутствует, однако ее ширина (менее одного миллиметра), позволяет говорить, что ее нет. Стекло 2.5D создает эффект скругленного дисплея. Экран на самом деле плоского типа, и это добавляет преимуществ. Благодаря такому можно с максимальным удобством использовать боковые клавиши.

На верхней панели находится динамик, фронтальная камера и два датчика. Индикатора уведомлений нет. Телефон имеет все нужные порты, выходы и слоты. На верхней части можно заметить разъем «мини-джек», слот для внешнего накопителя и одной сим-карты либо же для двух абонентских номеров. Съемное хранилище не должно превышать объем 128 Гб. Внизу телефона находится громкий динамик, микрофон и порт для подключения USB-шнура.

Тыльная сторона получила камеру, подсветку и сенсор отпечатков пальцев. Тут же расположилось небольшое отверстие, однако производитель не уточняет, что это. Покупатели предполагают, что это шумоподавляющий микрофон.

Если говорить о дизайне, то следует сказать и о сборке. Она имеет хорошее качество. Производитель не пожалел средств на создание конструкции из цельного металла. Корпус на ощупь приятен. Также он довольно прочный, поэтому может сохранять внешний вид в идеальном состоянии длительно время.

Ulefone Power

Продолжая обзор телефонов со сканером отпечатка пальца, следует сказать о Ulefone Power. Прибор весит 200 грамм и это первое, на что люди обращают внимание, беря его в руки. По остальным факторам все стандартно, хотя ширина немного больше обычной - 0,9 см.

Тем людям, кто уже ранее работал с крупными телефонами, данный не покажется каким-то неудобным. А вот обычным пользователям, чьи гаджеты имеют диагональ экрана до 5 дюймов, первое время придется привыкать. Продается устройство в нескольких цветовых вариантах: белый, темно-синий и светлый с матовой панелью. Два из них (первая и вторая версии) имеют глянцевую заднюю часть, сделана она из пластика, который покрыли лаком. Отпечатки пальцев остаются, но их трудно заметить.

На верхней тыльной части телефона находится основная камера, вспышка и дактилоскопический сканер. Он работает отлично. Установлен максимально удобно, имеет углубление в корпусе. Иногда ошибается, однако особо ничего критичного. Но если сравнивать с вышеописанной моделью Xiaomi, то скорость функционала меньше. В настройках можно поработать с калибровкой.

Каркас имеет грани из алюминия. На нем установлены все основные компоненты, необходимые для удобной работы с интернетом. Если телефон упадет на угол корпуса, то экран не пострадает.

Настройка сканера

Большая часть смартфонов имеет аналогичный способ настройки сканера, отличия лишь в интерфейсе. Поэтому рассмотрим универсальную технологию, чтобы ответить на вопрос пользователей: как установить отпечаток пальца на телефон. Для начала нужно зайти в общие настройки прибора, а далее следовать нижеописанным шагам.

Инструкция

Следует зайти в меню, которое отвечает за изменения опций сканера. Скорее всего, оно называется «Экран блокировки». Там будет подпункт, вмещаются в себя функции дактилоскопического сканера. Теперь следует нажать на «Управление отпечатками». Если телефон не имеет альтернативного способа разблокировки (пин-код, пароль или графический), то система автоматически предложит его настроить. Это обязательно.

После установки откроется меню, где описана инструкция. «Операционка» попросит «отсканировать» палец под разными углами несколько раз. Как только система полностью запомнит отпечаток, сразу же его сохранит и уведомит об успешном процессе. На этом настройка закончена. Теперь любой пользователь может ответить на вопрос о том, как работает отпечаток пальца на телефоне и как его установить.

Мы живем в эпоху тотального проникновения цифровых технологий во все сферы жизни - делаем покупки в интернете, деньги храним на карточках, виртуальных счетах, а личные фотографии и документы - в сетевых хранилищах. При этом защита персональных данных становится актуальной как никогда. Ведь доступ злоумышленников к личной информации может грозить нам большими проблемами. Особенно уязвимым в этом плане становится смартфон, с помощью которого происходит авторизация во многих онлайн-сервисах. Его легко потерять, относительно неплохо получить к нему временный доступ. В большинстве случаев для защиты данных в смартфонах применяются пароли или графические ключи. Но это не всегда безопасно и удобно. Новым этапом в безопасности современных гаджетов стает биометрическая защита, в основе которой лежит уникальность некоторых частей нашего тела. Например - радужная оболочка и сетчатка глаза, геометрия лица, голос, отпечатки пальцев. Использование процесса биометрической аутентификации является надежной и удобной защитой. Ведь такой «пароль» невозможно забыть, подглядеть, крайне тяжело подделать и он всегда «под рукой»))).

Во втором типе оптического сканера мы должны проводить пальцем по сканеру. Сканер делает серию снимков и программно объединит их в один. Такой метод называется протяжным (swipe). Его реализовала Samsung в Galaxy S5. Но в последующих моделях она отказалась от этого метода. В силу необходимости использования большей матрицы для полного снимка отпечатка пальца первый тип оптического сканера является более дорогим, чем протяжной, но в то же время более удобным для конечного пользователя. Общим недостатком оптических сканеров является подверженность загрязнению, царапинам, влиянию физического состояния пальца (влажность, например). Кроме того, такой сканер можно обмануть с помощью снимка отпечатка пальца, что успешно продемонстрировала группа хакеров Chaos Computer Club. Они сфотографировали в высоком разрешении отпечаток пальца на стекле, распечатали его на лазерном принтере, залили жидким латексом и после высыхания такой слепок был распознан системой сканера как родной. Таким образом удалось обойти защиту детищ и Samsung, и Apple.

2. Полупроводниковый. Основан на свойствах полупроводников менять свои свойства в местах соприкосновения. Такие сканеры бывают емкостными, радиочастотными, термическими. В современных смартфонах полупроводниковые сканеры места не нашли. Вероятно, из-за сложности внедрения учитывая малые габариты мобильных гаджетов, а также дороговизны. Большой плюс данной технологии в том, что ее с помощью слепка не обманешь.

3. Ультразвуковой. На мой взгляд, самый перспективный метод работы сканера отпечатков пальцев. Ультразвуковые сканеры используют принцип медицинского УЗИ для того, чтобы создать визуальный образ отпечатка пальца. Звуковые волны генерируются с использованием пьезоэлектрических преобразователей. Далее они попадают на палец и отраженное от него эхо фиксируется специальными датчиками. В отличие от оптических изображений, эти сканеры используют очень высокие частоты звуковых волн, которые способны проникать в эпидермальный слой кожи. А он имеет неповторимую структуру.

Это исключает потребность в чистом, сухом, неповрежденном пальце. Ультразвуковой сканер невозможно обмануть с помощью снимка отпечатка, так как он формирует 3D-картину строения кожи, а также умеет фиксировать пульс. В марте этого года компания Qualcomm представила свою разработку на базе данной технологии и ходят слухи, что впервые мы увидим ее реализацию в смартфоне Xiaomi Mi5.

Далее давайте затронем тему программной и аппаратной реализации сканера отпечатка пальца в разных системах. Впервые Apple представила биометрический способ идентификации в iPhone 5s под брендом Touch ID. Это был оптический сканер на основе с разрешением 500 ppi. Он был встроен в кнопку «Home» и покрыт сапфировым стеклом, устойчивым к царапинам.

За обработку сканированного отпечатка отвечал сопроцессор, а уже преобразованный цифровой код хранился только в специальном изолированном хранилище. С помощью сканера отпечатка пальца iPhone 5s можно было только разблокировать смартфон и авторизоваться в iTunes. Сторонних приложений он не поддерживал. Уже в iOS 8 была реализована оплата с помощью Touch ID в ApplePay, появилась возможность использовать сканер для защиты данных сторонних программ.

В смартфонах на операционной системе Android сканер отпечатков впервые появился в Motorola Atrix 4G, но из-за неудобства реализации использовался немногими пользователями. Качественным прорывом стал флагман Samsung Galaxy S5.В нем с помощью сканера отпечатка пальцев можно было не только разблокировать смартфон, но и авторизоваться в платежной системе PayPal. Также функционал сканера могли использовать сторонние приложения. Но из-за метода сканирования отпечатка пальца (протяжного) решение в Samsung S5 проигрывало Touch ID.

В связи с особенностями операционных систем решение Apple в плане защиты от взлома вредоносными программами более надежное.

Стоит сказать, что в Android системах вплоть до 6-ой версии не было нативной поддержки такого способа аутентификации, и только в Android Marshmallow Google внедрила поддержку сканера отпечатков пальцев непосредственно в систему. В новой версии ОС разработчикам проще реализовать приложения для работы со сканером, так как достаточно добавить поддержку системных API. Вендерам же нет нужды создавать с нуля или адаптировать готовые программные решения, нередко не лучшего качества или низкого удобства.

На данный момент модуль сканера отпечатков пальцев уже не является привилегией флагманов ведущих игроков рынка смартфонов. Эту моду подхватили почти все производители, и сканер начал появляться даже в бюджетных моделях. Разработчики экспериментируют с размещение данного модуля (кнопка "Home", включения/выключения, под основной камерой), с программной частью и функциональностью.

Но на сегодняшний день такую систему биометрической защиты я бы не рекомендовал использовать для платежей, хранения важной личной информации. Доказательством этого служат примеры взлома с помощью слепков пальцев и Touch ID, и сканеров на Android-е. Возможно, разработка на основе ультразвукового сканирования исправит эту проблему. А вот в качестве метода разблокировки смартфона - для защиты от чрезмерного любопытства третьих лиц, сканер отпечатков пальцев подходит идеально.

Так что же такое сканер отпечатков пальцев?

Это тип биометрической технологии безопасности, которая использует комбинацию аппаратных и программных методов дли распознавания отпечатка пальца пользователя. Он идентифицирует и проверяет подлинность отпечатков пальцев человека, чтобы разрешить или запретить доступ к смартфону, приложению и другим местам, которые нуждаются в защите от нежелательного вмешательства. Есть много других способов защиты персональной информации, такие как: биометрия, сканирование радужной оболочки глаза, сканирование сетчатки глаза, сканирование черт лица и так далее вплоть до спец анализа крови или походки. Кстати, анализ походки был продемонстрирован в фильме серии Миссия Невыполнима с Томом Крузом. В некоторых смартфонах даже используется сканер радужной оболочки глаза, но реализация этой фичи, естественно, далека от идеала. Почему именно сканер отпечатков? Все просто: платы для сканирования отпечатков довольно дешевы и просты как в изготовлении так и в использовании. Прикоснулся к сканеру и твой Redmi Note 3 мгновенно разблокирован и готов к работе.

Как существуют разные виды технологий биометрической безопасности, так и типы сканеров отпечатков пальцев имеют разные технологии и способы реализации. Всего существует три вида сканеров отпечатков:

Оптические сканеры;
Емкостные сканеры;
Ультразвуковые сканеры.

Оптические сканеры

Оптические сканеры отпечатков пальцев являются самым старым методом захвата и сравнения отпечатков пальцев. Как нетрудно догадаться из названия, этот метод основан на захвате оптического изображения отпечатка. По сути, это фотография отпечатка пальца, которая после захвата обрабатывается с использованием специальных алгоритмов для обнаружения уникальных узоров на поверхности, таких как гребней и уникальных завиток, анализируя самые светлые и темные участки изображения.

Так же как и камера в смартфоне, эти датчики имеют конечное разрешение и чем выше это разрешение, тем более мелкие детали узора датчик сможет различить на вашем пальце, тем выше безопасность. Тем не менее сенсоры этих датчиков имеют намного больший контраст, чем обычный фотоаппарат. Как правило, они имеют очень большое количество диодов на дюйм, чтобы захватывать изображение на близком расстоянии. Но когда прикладываешь палец к сканеру, то его камера ничего не видит, ведь темно, возразите вы. Верно. Поэтому оптические сканеры также имеют целые массивы светодиодов в качестве вспышки, чтобы осветить область сканирования. Очевидно, такая конструкция слишком громоздкая для телефона, где тонкость корпуса играет важную роль.

Основным недостатком оптических сканеров является то, что их довольно легко обмануть. Оптические сканеры захватывают только 2D изображение. Многие видели как с помощью незамысловатых манипуляций с тем же клеем ПВА или просто с качественной фотографией взламывается сканер и доступ к вашим важным документам или котикам получен. Поэтому этот тип обеспечения безопасности не подходит для смартфонов.

Так же как и сейчас вы можете найти смартфоны с резистивным экраном, вам могут встретиться и оптические сканеры отпечатков. Их еще используют в многих сферах, кроме тех, где нужна реальная безопасность. В последнее время с развитием технологий и увеличением спроса на более серьезную безопасность, смартфоны единогласно приняли и используют емкостные сканеры. Речь о них пойдет ниже.

Емкостные сканеры

Это наиболее часто встречающийся тип сканера отпечатков пальцев на сегодняшний день. Как видно из названия, конденсатор является основным модулем для сканирования в емкостном сканере. Вместо того, чтобы создавать традиционное изображение отпечатка пальца, емкостные сканеры используют массивы крошечных цепей конденсатора для сбора данных о отпечатках. Конденсаторы хранят электрический заряд и, приложив палец к поверхности сканера, накапливаемый в конденсаторе будет слегка изменен в тех местах, где гребень на узоре прикасается к пластине, и останется относительно неизменным, где наоборот впадины на узоре. Схема интегратора операционного усилителя используется для отслеживания этих изменений, которые затем могут быть записаны с помощью преобразователя в аналого-цифровой.

После того, как данные о отпечатке были захвачены, данные преобразуются в цифровые и уже в них ведется поиск отличительных и уникальных атрибутов отпечатка пальца, которые в свою очередь могут быть сохранены для сравнения на более позднем этапе. Главный плюс этой технологии в том, что она намного лучше оптических сканеров. Результаты сканирования не могут быть воспроизведены с изображением и его невероятно сложно обмануть с помощью протезирования, то есть слепка отпечатка. Как написано выше, это потому, что при распознавании отпечатка записываются несколько иные данные, а именно, изменения заряда на конденсаторе. Единственная реальная угроза безопасности исходит от любого аппаратного или программного вмешательства.

В емкостных сканерах отпечатков используют достаточно большие массивы этих конденсаторов, как правило сотник, если не тысячи в одном сканере. Это позволяет с высокой степенью детализировать изображение гребней и впадин отпечатка пальца. Так же как и в оптических сканерах большее количество конденсаторов обеспечивает более высокое разрешение сканера, повышая точность распознавания и, соответственно, уровень безопасности, вплоть до распознавания мельчайших точек.

Из-за большего количества компонентов в цепи распознавания отпечатка емкостные сканеры обычно немного дороже оптических. В ранних итерациях емкостных сканеров многие производители пытались уменьшить стоимость, сократив количество конденсаторов, необходимых для распознавания отпечатка. Такие решения были почти всегда не очень успешными и многие пользователи жаловались на качество распознавания, ведь приходилось несколько раз прикладывать палец, чтобы отсканировать отпечаток. К счастью, в наши дни эта технология уже доведена до ума и даже привередливый пользователь останется доволен. Стоит заметить, что если палец грязный или слишком влажный/жирный, то и емкостный сканер иногда не сможет распознать отпечаток. Впрочем, все же моют руки?:)

Ультразвуковые сканеры

Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев на данный момент являются новейшими технологиями распознавания отпечатков. Впервые данный тип сканера был использован в смартфоне Le Max Pro. В этом телефоне используются технологии американской компании Qualcomm с ее Sense ID.

Для распознавания отпечатка ультразвуковой сканер использует ультразвуковой передатчик и приемник. Ультразвуковой импульс передается непосредственно на палец, который помещен перед сканером. Часть этого импульса поглощается, а часть возвращается к приемнику и далее распознается в зависимости от гребней, впадин и других деталей отпечатка, которые являются уникальными для каждого пальца. В ультразвуковых сканерах датчик, который обнаруживает механическое напряжение, используется для расчета интенсивности возвращающегося ультразвукового импульса в различных точках на сканере. Сканирование в течение более продолжительного времени позволяет распознать дополнительные данные по глубине отпечатка, которые будут захвачены, и дадут в результате очень подробные 3D изображения отсканированного отпечатка пальца. Использование 3D технологии в этом методе сканирования делает его наиболее безопасной альтернативой емкостным сканерам. Единственный минус данной технологии в том, что на данный момент она еще не отработана и слишком дорогая. Первые смартфоны с такими сканерами являются первопроходцами в этой сфере. По этой же причине Xiaomi не стала использовать ультразвуковой сканер в своем флагмане Mi5.

Алгоритмы обработки отпечатков

Хоть, большинство сканеров отпечатков и основаны на очень схожих аппаратных принципах, дополнительные компоненты и программное обеспечение может играть важную роль в распознавании отпечатков. Различные производители используют несколько различных алгоритмов, которые будут наиболее “удобны” для конкретной модели процессора и операционной системы. Соответственно, у различных производителей определение ключевых характеристик отпечатков пальцев может различаться по скорости и точности.

Как правило, эти алгоритмы ищут где гребни и впадины заканчиваются, пересекаются и разделяются на две части. В совокупности особенности узора отпечатка называются “мелочами”. Если отсканированный отпечаток соответствует нескольким “мелочам”, то он будет рассмотрен как совпадение. Для чего это? Вместо того, чтобы сравнивать целые отпечатки каждый раз, сравнивание по “мелочам” уменьшает количество затрачиваемой вычислительной мощности, необходимой для обработки и идентификации каждого отпечатка пальца. Также данный способ помогает избежать ошибок при сканировании отпечатка и, главное, появляется возможность прикладывать палец не полностью. Ведь вы никогда не прикладываете палец точь в точь? Конечно, нет.

Эта информация должна храниться в безопасном месте на вашем устройстве и в достаточном удалении от кода, который потенциально может поставить под угрозу надежность сканера. Вместо того, чтобы хранить пользовательские данные в интернете, процессор надежно хранит информацию об отпечатке на физическом чипе в TEE (доверенная среда для выполнения задач). Эта безопасная зона используется также и для других криптографических процессов и напрямую обращается к защитным аппаратным платформам, таким как тот же сканер отпечатков, чтобы предотвратить любую программную слежку и любое вторжение. Эти алгоритмы у разных производителей могут отличаться или вовсе быть организованны по разному, например у Qualcomm это архитектура Secure MCM, а у Apple - Secure Enclave, но все они основаны на одном и том же принципе хранения этой информации в отдельной части процессора.

На сегодняшний день цифровые технологии проникли практически во все сферы нашей жизни: мы в пару кликов совершаем покупки в интернете, кладем и снимаем наличные на банковскую карту, делаем различные операции с виртуальными счетами, а также храним свои фотографии и прочие данные в облачных хранилищах. При всей глобализации цифровых технологий вопрос касаемо защиты персональных данных по-прежнему остается актуальным.

Ни для кого не секрет, что современные продвинутые злоумышленники уже не пользуются ломом и отмычками, а виртуозно используют те же самые цифровые технологии и ПО для своих корыстных целей. Смартфоны по-прежнему остаются уязвимыми, поскольку с его помощью пользователь часто авторизуется в различных онлайн-сервисах. И, если еще вчера защита данных на смартфоне происходила посредством графического ключа или паролей, то в последние годы многие производители начали внедрять разные виды биометрической защиты, которые основаны на уникальности строения определенных частей тела человека. В частности, мы говорим об отпечатках пальцев, геометрии лица, сетчатке глаза, идентификация голоса. Биометрическая аутентификация – это довольно надежный и удобный способ защиты. А главное, такой «пароль» не забудешь, не подсмотришь, к тому же он всегда так сказать под рукой. Сегодня мы поговорим о дактилоскопическом сканере в смартфоне или, иными словами, сканере отпечатков пальцев. Интересно узнать, что из себя представляет это устройство, каких видов бывает сканер, а также как он работает.

Следует отметить, что процесс идентификации с помощью отпечатков пальцев стоит в одном ряду с самыми надежными способами, с помощью которых можно подтвердить личность пользователя. По точности аутентификации сканирование отпечатков пальцев уступает только методу, а рамках которого осуществляется сканирование сетчатки глаза, а также анализу ДНК. Отпечатки человеческих пальцев представлены папиллярными узорами на коже, которые у каждого человека уникальные, причем появляются они внутриутробно, на двенадцатой неделе синхронно с нервной системой. Интересно, что на папиллярные узоры могут повлиять различные факторы, например, это касается генетического кода ребёнка и прочего. Другими словами, папиллярными узорами являются выступы и борозды на коже, которые формируют уникальный и неповторимый рисунок. Даже незначительная травма или повреждение покровов кожи не могут «стереть» отпечаток, поскольку он со временем восстановится, если конечно в результате травмы не снесло пол пальца.

Как работает сканер отпечатка пальцев в современном смартфоне

В сканерах отпечатков пальцев имеются две основные функции. При помощи первой из них сканер считывает изображение отпечатка, в то время как вторая функция проверяет совпадение отпечатка с существующими в базе данных. Практически во всех современных смартфонах применяются оптические сканеры. Принцип их работы схож с цифровыми фотоаппаратами. Снимок делается с помощью микросхемы, куда входят светочувствительные фотодиоды, а также автономный источник освещения в виде матрицы светодиодов, с помощью которой узоры на пальце подсвечиваются.

Когда свет попадает на считываемый папиллярный рисунок, с помощью фотодиодов появляется электрический заряд, в результате чего отдельно взятый пиксель запечатлевается на будущем снимке. С помощью пикселей различной интенсивности на сканере образуется снимок отпечатка пальца. Кроме того, перед тем как сверить отпечаток с базой данных, сканер осуществляет проверку качества снимка.

После получения снимка отпечатка его анализирует специальное программное обеспечение с помощью сложных алгоритмов. К слову, происходит анализ трёх типов узоров отпечатка: дугового, петлевого и завиткового. После того, как ПО определило тип узора, происходит идентификация окончаний линий узоров (разрывы или раздвоения, которые называются минуциями), ведь именно они являются неповторимыми и с их помощью можно осуществить идентификацию владельца устройства. Дальше идет довольно сложный анализ, в рамках которого сканер анализирует положение минуций по отношению друг к другу, с разбитием отпечатка на микроблоки. Примечательно, что в процессе сопоставления сканер не анализирует отдельно взятую линию узора. Сканер определяет совпадение в отдельных блоках и по ним определяет сходство.

Каких типов бывают дактилоскопические сканеры

Оптические сканеры бывают двух основных видов. Что касается первого из них, то он снимает нужную область пальца при посредстве его прикосновения непосредственно к сканеру. Такой тип применяется в «яблочных» смартфонах, начиная с iPhone 5s. В отношении второго типа отметим, что в этом случае пользователь проводит пальцем по оптическому сканеру. В результате получается серия снимков, которые программным обеспечением объединяются в один. Этот тип какое-то время использовала в своих продуктах компания Samsung, однако, со временем она перешла на первый тип, поскольку он более удобен, хотя и более дорогостоящий. Основной недостаток оптического дактилоскопического сканера является уязвимость к царапинам и загрязнению. Также его можно «обвести вокруг пальца» при помощи слепка фаланги пальца.

Стоит также отметить о полупроводниковом типе сканера отпечатка пальца, который в смартфонах не применяется по целому ряду причин. Его невозможно обмануть с помощью слепка пальца. Еще одним типом дактилоскопических сканеров является ультразвуковой сканер. Он отличается большой перспективой развития, а действует он по принципу медицинского УЗИ. Обмануть его практически нереально, так как он способен проникнуть в эпидермальный слой кожи, которые уникален.

Следует отметить, что сканеры могут быть размещены в разных частях смартфона. Многие производители устанавливают сканер отпечатков пальцев на тыльной панели, недавно пошла мода на боковую грань, а компания HMD подготавливает свой новый флагман с интегрированным сканером в дисплей.

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.

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.