• Kullanıcı kimlik doğrulama aracı olarak parmak izi tarayıcı. Parmak izi tarayıcı: ne ve nasıl

    Günümüzün hızlı dünyasında hayat her şeyi gerektiriyor büyük talepler güvenlik sistemlerine. Bu alandaki ana yönlerden biri, etkili kişisel tanımlama cihazlarının oluşturulmasıdır. Buna duyulan ihtiyaç çeşitli durumlarda ortaya çıkar:

    • Arabaları ve diğer çeşitli pahalı eşyaları yetkisiz erişime veya kullanıma karşı korumak
    • Bilgisayar sistemlerinin korunması, yazılım, cep telefonları
    • Ödeme yapmak da dahil olmak üzere finansal işlemlerde ve elektronik işlemlerde hırsızlık ve dolandırıcılığın önlenmesi kredi kartlarıİnternet üzerinden mal ve hizmetler için ödeme ve ödeme
    • Depolara ve hassas alanlara erişimin yalnızca yetkili personelle sınırlandırılması
    • Pasaportta belirtilen kişiye ait bilgilere uygunluğunun teyidi, Ehliyet vesaire.

    Kişisel tanımlama sistemleri hızlı, güvenilir ve düşük maliyetli olmalıdır. Geleneksel kimlik belirleme yöntemleri belge (pasaport, yaka kartı vb.), şifre, imza ve benzeri yöntemlerin kullanılmasına dayanmaktadır. Bu geleneksel yaklaşımlar modern güvenlik gereksinimlerini karşılamıyor. Gelecek için umut verici bir yön biyometridir. Biyometri, kimliğin belirlenmesi veya doğrulanması için kullanışlı, güvenilir ve ucuz bir araç sunar ve ek denetleyici insan katılımı olmadan kullanılabilir. uzaktan tanımlama için.

    Biyometri, belirli fiziksel ve davranışsal özellikleri ölçerek ve sözde olanları çıkararak bir kişinin benzersiz bir şekilde tanımlanmasına olanak tanır. Bu ölçümlerden örnek alıp bunları standart bir veri formatına dönüştürüyoruz. Bu örnek, kişiye özel olarak tanımlanan ve güvenlik sisteminde saklanan özelliklere dayalı olarak bir şablonla (kayıtlı bir şablon veya imza) karşılaştırılır. Örnek ve şablon arasındaki yakın benzerlik bireyin kimliğini doğrular.

    Araştırmacıların dikkati, bir kişiyi benzersiz şekilde tanımlayabilen çeşitli fiziksel özelliklere odaklanmıştır: ses, yürüyüş, yüz, iris ve retina, avuç içi veya parmak izleri (örnek almak kişi için yavaş ve zahmetli olduğundan DNA bu listeye dahil edilmemiştir) . Bugüne kadarki en ileri, olgun ve gelişmiş teknoloji parmak izi tanıma teknolojisidir.

    Fizyolojik olarak parmak izi, çöküntülerle ayrılmış bireysel gözenekleri içeren çıkıntıların (çıkıntıların) bir konfigürasyonudur. Parmağın derisinin altında bir kan damarı ağı bulunur. Parmak izinin morfolojisi cildin belirli elektriksel ve termal özellikleriyle ilgilidir. Bu, parmak izi görüntüsü elde etmek için ışık, ısı veya elektrik kapasitansı gibi parametrelerin (veya bunların bir kombinasyonunun) kullanılabileceği anlamına gelir. Parmak izi fetüsün gelişimi sırasında oluşur ve kişinin hayatı boyunca değişmez, ayrıca hasar görürse bir süre sonra orijinal yapısına geri döner. Tek yumurta ikizleri bile aynı parmak izlerine sahip değildir.

    Elektronik görüntüleme teknolojisi ve örüntü tanıma algoritmaları artık şablon parmak izini otomatik olarak çıkarabilecek kadar gelişmiş durumda. Şablon elde etmeye yönelik bazı algoritmalar ABD'deki NIST standartlar enstitüsü tarafından standartlaştırılmıştır.

    Şu anda birçok elektronik parmak izi tanıma teknolojisi geliştirilmektedir. En yaygın bilinenleri optik, kapasitif, radyo, mikroelektromekanik (MEMS), termal ve basınç analiz teknolojileridir. Tablo 1'de her birinin özellikleri, avantajları ve dezavantajları gösterilmektedir.

    Tablo 1. Elektronik parmak izi teknolojileri

    Çeşitlilik
    teknolojiler
    Öz Avantajları Kusurlar
    Optik (yansıma) Parmak izinin optik görüntüsünü yakalamak için bir CMOS veya CCD matrisi kullanılır. - gerçek parmakla taklidini ayırt etmede zorluk;
    - kirliliğe karşı hassasiyet.
    Optik (iletim) Parmağın ucu tırnağın yanından aydınlatılır. Parmağın içinden geçen ışık sensör merceğine çarpar ve ardından optik sensör Canlı dokuların ışık emme özelliklerini analiz eden. Bu yöntem Mitsubishi Electric Corp. tarafından geliştirilmiştir. - yüksek okuma güvenilirliği ve sahtekarlığa karşı direnç;
    - sensör yüzeyiyle parmak temasına gerek yoktur
    - karmaşıklık
    Kapasitif Parmak ucu kapasitans algılama dizisinin karşısına yerleştirilir. Sırt (çoğunlukla su) ve vadi (hava) arasındaki dielektrik farklılıkları bunların tanımlanmasına ve parmak izi görüntüsünün oluşturulmasına olanak tanır. Güvenilirliği ve düşük maliyeti nedeniyle en popüler yöntemlerden biri - elektrostatik boşalmaya (ESD) karşı hassasiyet;
    - yapay parmak ucuyla aldatma olasılığı.
    Radyo Parmak ucu düşük yoğunluklu bir radyo dalgası tarafından uyarılır. Bu durumda, bir verici görevi görür ve tepeler ile vadiler arasındaki mesafelerdeki farklılıklar, uygun şekilde ayarlanmış bir dizi anten tarafından tespit edilebilir. Parmak ucunun sensörün radyasyon alanına (çevresi boyunca) temas etmesi gerekir. Cildin fizyolojik özellikleri analiz edildiği için böyle bir sensörün yapay parmakla kandırılması oldukça zordur. - rahatsız edici derecede ısınabilen aktarma halkasıyla parmak temasının zayıf olması nedeniyle dengesiz çalışma
    Basınç Piezoelektrik elemanlara dayanan basınca duyarlı piksel dizisi, parmak çıkıntılarından gelen basıncı elektriksel darbelere dönüştürür. - parmak taklidi ile tetiklenen düşük hassasiyet, aşırı basınçtan kaynaklanan hasar
    MEMS Parmak ucu çeşitli mikroelektromekanik elemanlarla analiz edilir. - yüksek hata olasılığı;

    Taklit yoluyla aldatma olasılığı;

    Termal Sıcaklık farklılıklarını voltaja dönüştürmek için piroelektrik malzeme kullanılması. Bu tür malzemeden yapılmış bir dizi elemana dayanan bir termal sensör, çıkıntının altındaki eleman ile parmak ucunun çukurunun altındaki eleman arasındaki sıcaklık farkını ölçer. - elektrostatik boşalmaya karşı direnç;
    - parmak üzerinde herhangi bir etkinin olmaması;
    - geniş bir sıcaklık aralığında çalışın;
    - parmak taklidi kullanarak aldatmanın imkansızlığı.
    - sensördeki termal görüntü kaydedilir Kısa bir zaman(~0,1 sn.), çünkü sensöre dokunulduğunda termal denge hızla oluşur

    Açıklanan teknolojilerin çoğu, parmak izi görüntüsü elde etmek için iki farklı yol kullanabilir. Birincisi, istenen parmak izi görüntüsüyle aynı boyutta bir statik görüntü yakalama penceresi kullanmaktır (Şekil 1). Bu yöntemin avantajı tek adımda tam bir görüntü elde edilmesidir. Ciddi dezavantajlar arasında bir yakalama matrisi kullanma ihtiyacı yer alır büyük beden bu da sistemin maliyetini artırdığı gibi, üzerinde kalan parmak izleri nedeniyle sensör yüzeyinin kirlenmesine de neden olur.

    İkinci yaklaşım, gerekli görüntünün genişliğinde ve birkaç piksel yüksekliğinde dikdörtgen bir pencerenin kullanılmasına dayanmaktadır. Tanımlama sırasında kişi parmağını hızlı bir şekilde sensör penceresi üzerinde gezdirir (Şekil 2). Görüntü bölümler halinde taranır ve yazılım tarafından yeniden oluşturulur. Sonuç olarak, sensörün maliyeti önemli ölçüde azalır (hassas elemanın küçük boyutu nedeniyle) ve kendi kendini temizleyen hale gelir. Bu tip sensörlere tarama sensörleri1 adı verilir. Bu yöntem termal görüntü yakalama için zorunludur.


    Bu makale, özelliklerin özet listesi Tablo 2'de verilen ATMEL ve FUJITSU parmak izi sensörlerini inceleyecektir.

    ATMEL sensörleri

    ATMEL Corporation, mevcut parmak izi görüntüleme teknolojilerinin özelliklerini kapsamlı bir şekilde inceledikten sonra tüketicilere tarama tipi termal sensör AT77C101B'yi sundu (Şekil 3). Sıcaklığa duyarlı FingerChip™ matrisi ile elektronik bilgi dönüştürme devresinin birleşimidir. Görüntü yakalama, parmağınızı sensör penceresine dik olarak hareket ettirerek gerçekleşir. Ek ısıtıcıların, ışık kaynaklarının ve radyo radyasyonunun kullanılması gerekli değildir.

    FingerChip sensörü, toplamda 2240 ısıya duyarlı piksele karşılık gelen 8 satır ve 280 sütundan oluşan bir dizi içerir. Her piksel 50x50 µM boyutunda olup 0,4x14 mm hassas alanla 500 dpi çözünürlük sağlar. Bu çözünürlüğün değeri, IAFIS3'ün görüntü kalitesini belirleyen IQS2 spesifikasyonuna karşılık gelir. Piksel saat frekansı programlanabilir ve 2 MHz'e ulaşabilir, cihaz çıkışında saniyede 1780 kare sağlar. Tam parmak izinin görüntüsü, ATMEL yazılımı kullanılarak başarıyla elde edilen çerçevelerden yeniden oluşturulur.

    FingerChip sensörü ve bilgi dönüştürme devresi 1,7x17,3 mm ölçülerinde tek çip üzerinde üretilmektedir. Mikro devrenin fonksiyonel diyagramı Şekil 4'te gösterilmektedir. Her kareyi alma döngüsü aşağıdaki adımlardan oluşur:

    1. Sensör matrisinin 280+1 sütunundan biri seçilir. Sütunlar soldan sağa bir daire şeklinde seçilir. Sıfırlamadan sonra en soldaki sütun seçilir.
    2. Sütundaki her pikselden gelen analog sinyal, 8 amplifikatörden oluşan bir kümeye gider.
    3. İki hattan (çift ve tek) güçlendirilmiş sinyaller aynı anda iki adet 4 bitlik ADC'ye beslenir. Bu sinyaller aynı zamanda mikro devrenin analog çıkışlarında da mevcuttur (şekilde gösterilmemiştir).
    4. ADC çıkışında alınan, her biri 4 bitlik iki gruba bölünmüş dijital sinyaller mandallara sabitlenir ve De0-3 (çift hatlar) ve Do (tek hatlar) paralel çıkışlarına gönderilir.

    Sensör çıkışından gelen dijital akış, parmak izi yeniden yapılandırma ve tanımlama işlemcisine gider.

    Güvenilirlik açısından FigerChip sensörü olağanüstü bir performansa sahiptir. benzer cihazlar. CMOS entegre devresi, 16 kV'a kadar ESD'ye karşı doğal olarak korunur. Sensör çerçevesi penceresi sürtünmeye dayanıklıdır ve en az bir milyon parmak dokunuşuna dayanabilir. Ayrıca çalışma yüzeyine uygulanan önemli basınca karşı da oldukça dayanıklıdır. Çalışma voltajı 3,3 V ila 5 V arasında değişir, güç tüketimi 1 MHz'de 3,3 V'ta 20 mW'dir. Bu yaklaşık 7 mA'lik bir akım tüketimine eşdeğerdir. Açıldığında sıfırlama özelliğine sahip düşük güç modu, saati durdurma, sıcaklık stabilizasyon sistemini kapatma ve çıkışları kapatma ve bunları yüksek empedans durumuna geçirme yeteneği vardır.

    Şu tarihte: normal operasyon Sensör tamamen pasiftir ve ölçüm yapmak için yalnızca parmak ucunun termal enerjisini kullanır. Ancak parmak ile sensör ekseni arasındaki sıcaklık farkı küçükse (bir dereceden az), gerekli sıcaklık kontrastını oluşturmak için sıcaklık stabilizasyon sistemi etkinleştirilerek sensörün sıcaklığı biraz artırılır.

    Bu nedenle, ATMEL'in AT77C101B termal sensörünü kullanmanın aşağıdaki avantajları vardır:

    • Isıya duyarlı elemanların kullanılması, parmak ucuna herhangi bir sinyal iletimi gerektirmez; sadece canlı bir parmağın fizyolojik özellikleri kullanılır. Bu, enerji tüketimini azaltır ve akım veya radyo dalgalarının enerjik etkilerinden kaynaklanan olası insan rahatsızlıklarını ortadan kaldırır.
    • Süpürme görüntü elde etme yönteminin kullanılması, sensörün hassas silikon alanının yaklaşık 5 kat azaltılmasını mümkün kılar ve maliyeti de aynı miktarda azalır. Ancak yeniden oluşturulan görüntü gerekli yüksek çözünürlüğe sahiptir. Ayrıca böyle bir sensör kendi kendini temizleyebilir ve kandırılması çok zordur. Bağımsız testler, yapay bir parmak ucunu sensörü yanıltacak kadar yumuşak bir şekilde hareket ettirmenin son derece zor olduğunu doğrulamaktadır.
    • Görüntü sensörünü ve dönüştürme devresini tek bir CMOS yongasına entegre etmek, maliyeti ve güç tüketimini azaltır ve çalışma hızını artırır. Bu aynı zamanda güvenlik yeteneklerini geliştirmek için donanım şifreleme modüllerinin veya diğer özel şemaların yerleştirilmesini de mümkün kılar.

    Sensörden alınan veri akışı, yazılım işleme parmak izi görüntüsünü geri yüklemek ve şablonla daha sonra karşılaştırmak için gerekli bilgileri çıkarmak için. Yeniden oluşturulan görüntünün boyutu genellikle 25x14 mm'dir ve bu, 500x280 piksel sayısına eşdeğerdir. Piksel başına 8 bit çözünürlükte, bir görüntüyü depolamak için yaklaşık 140 kB gereklidir. Gizlilik nedeniyle ve sınırlı hafıza kapasitesinden dolayı, parmak izi görüntülerinin tamamının bir parmak izi tanıma sisteminde saklanması tavsiye edilmez. Tabii ki güvenli bir yerde saklanabilirler. yedek kopyaözel durumlarda bunlara erişmek için ancak söz konusu sistemin normal çalışması için tam uzunlukta parmak izi görüntülerine ihtiyaç yoktur.

    Normal sistem çalışması sırasında, görüntüden benzersiz bir dizi parmak izi verisi çıkarılır. Çıkarma, bir model tanıma prosedürü kullanılarak veya ayrıntı ilkesi (küçük ayrıntılar) kullanılarak yapılır. Sonuç tipik olarak, depolanması için 144 bayt (parça başına 4 bayt) gerektiren 36 görüntü parçasından oluşan bir kümedir. Bu, orijinal görüntünün yüksek derecede sıkıştırılmasını elde etmenizi sağlar. Böylece bir kişinin kimlik tespiti yapılırken sistemde saklanan şablonlarla karşılaştırılan ya parmak izi şablonu ya da örneği oluşturuluyor.

    Şablon kullanmanın hafızadan tasarruf etme ve tanımlama hızını artırmanın yanı sıra başka avantajları da vardır:

    Parmak izi görüntüsü şablondan kurtarılamaz. Bu, verilerin elektronik korsanlar veya vicdansız çalışanlar tarafından kötüye kullanılması riskini azaltır.

    • Şablon herhangi bir standart veri sıkıştırma algoritması kullanılarak sıkıştırılabilir ve isteğe bağlı olarak şifrelenebilir. Bu, özellikle sınırlı belleğe ve artan güvenlik gereksinimlerine sahip Akıllı Kart gibi parmak izi kullanan uygulamalarda önemlidir.
    • Üçüncü taraf yazılımı kullanarak şablonu çıkardıktan sonra, standart prosedür görüntü ayrıntılarının tanımlanması ve açıklaması.

    Eşleştirme sürecinin son aşaması, numuneyi kayıtlı şablonlarla (tanımlama için) veya tek bir kayıtlı şablonla (kimlik doğrulama için) karşılaştırmaktır. Örneğin desenle bit düzeyinde eşleşmesi pek olası değildir. Bunun çeşitli nedenleri vardır: tarama prosedüründe yaklaşıklıkların varlığı (50 µM çözünürlük ideal olmaktan uzaktır), görüntü bozulmaları, detay çıkarma prosedüründe yaklaşıklık hataları vb. Bu nedenle bir yazışma tespit algoritması gereklidir. sayısal terimlerle yazışma derecesini belirler. Belirli bir sayısal seviyenin aşılmasından sonra uyum onaylanmış sayılır. Sonuç olarak iki tür hata ortaya çıkar:

    • FAR (Yanlış Kabul Oranı) – uygunsuz örnek ve şablonun karşılaştırılması sonucunda parmak izinin hatalı kabulü yüksek seviye kabul edildiğine uygunluk. Sonuç olarak sistem sahtekarın geçmesine izin veriyor.
    • FRR (Yanlış Reddetme Oranı) – karşılık gelen numune ve şablonun yeterli düzeyde olmaması durumunda meydana gelen hatalı ret yüksek değerler uyma. Bu durum sistemin kayıtlı kimliği tanımamasına neden olur.

    Tüm parmak izi tanıma sistemleri FAR ve FRR'yi en aza indirmeye çalışır ancak pratikte bu parametreler arasında bir bağımlılık vardır. FAR azaldıkça FRR artar ve bunun tersi de geçerlidir.

    Kişisel tanımlama sürecinde genel olarak aşağıdaki yazılım paketi kullanılmaktadır:

    • FingerChip sensörü için ATMEL sürücü yazılımı
    • Parmak izi görüntüsü yeniden yapılandırma yazılımı (FC_Demo programının demo sürümü, kaynak kodları görüntü yeniden yapılandırma algoritmaları ve FingerChip sürücü kontrol yöntemi www.atmel.com web sitesinde mevcuttur)
    • Şablon veya parmak izi çıkarma programı (herhangi bir üçüncü taraftan)
    • Şablonları depolamak için veritabanı (gerekirse)
    • Şablon ve Örnek Karşılaştırma Yazılımı

    FUJITSU sensörleri

    Fujitsu çok çeşitli kapasitif parmak izi sensörleri üretmektedir. Optik sensörlerden çok daha küçüktürler ve parmak ucu doğrudan yarı iletken kristalin yüzeyine temas ettiğinden, ortaya çıkan görüntüdeki bozulmayı en aza indirir, böylece basit ve güvenilir kimlik doğrulama sağlanır.

    Fujitsu sensörleri, çeşitli kontrol devrelerinin, hafızaların, arayüzlerin vb. entegrasyonunu kolaylaştıran standart silikon CMOS teknolojisi kullanılarak üretilir. Düşük güç tüketimine sahiptirler ve çok çeşitli uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için çeşitli paket boyutlarında mevcutturlar . Sensörün parmaklarla dokunulan aktif yüzeyi, cihazın dayanıklılığını önemli ölçüde artıran patentli, aşınmaya karşı ultra dirençli bir kaplama ile korunmaktadır.

    Tüm Fujitsu sensörleri kapasitif parmak izi görüntüleme teknolojisine dayanmaktadır. Kristalin üst katmanı bir dizi kapasitör elektrotu içerir. Parmak ucu sensörün yüzeyine dokunduğunda parmağın çıkıntıları ve çukurları elektrotların kapasitansının değişmesine neden olur. Sensör, dizideki her kapasitörün kapasitans değerlerini okur ve 8 bitlik bir ADC kullanarak bunları cihazın çıkışına gönderilen dijital bir akışa dönüştürür. Her kapasitörün boyutu 50-50 µM'dir; bu, sensörün 200 µM'den daha geniş olan parmak yüzeyi çıkıntılarının konumunu doğru bir şekilde belirlemesine olanak tanır.

    Bugün Fujitsu'nun parmak izi sensörleri yelpazesinde 4 cihaz bulunmaktadır; bunlardan ikisi statik sensörler (MBF110 ve MBF200) ve ikisi tarama tipi sensörlerdir (MBF300 ve MBF310). Tüm cihazlar 500 dpi çözünürlüğe sahiptir. MBF110 sensörü en büyük görüntü yakalama alanına sahiptir - 15x15 mm ve buna karşılık gelen 300x300 piksel sayısı. Eski modeller MCU ve SPI arayüzleriyle donatılmıştır ve MBF200 ve MBF300 modelleri ayrıca entegre USB sürüm 1.1 aracılığıyla bilgi aktarmanıza olanak tanır. Sensörlerin özellikleri MBF300 örneği kullanılarak daha ayrıntılı olarak ele alınabilir. Katı hal 2002 yılında pek çok ödül alan Sweep Sensor™ (Şekil 5):

    • TMC BiometriTech'e göre yılın ürünü (http://www.biometritech.com/features/poty03.htm);
    • Design News okuyucularının oylarıyla 2002'nin En İyi Ürünü;
    • 2002 EDN Dergisi Çevresel Yenilik Ödülü'nü kazandı.


    Şekil 5 FUJITSU MBF300 kapasitif parmak izi sensörü

    MBF300 sensörü, düşük güç tüketimine sahip, yüksek kaliteli, düşük maliyetli bir kapasitif tarama sensörüdür. 256 sütun ve 32 satırdan oluşan bir piksel dizisine ve 12,8 x 1,6 mm algılama alanı boyutuna sahiptir. Bu, dünyanın üç farklı standart arayüzü destekleyen ilk sensörüdür: MCU, SPI ve USB. USB ve SPI arayüzleri 100 kare/sn hızında, MCU ise 1000 kare/sn hızında görüntü aktarımına izin verir. Üstelik SPI aracılığıyla bir mikroişlemciyle çalışmak için yalnızca 6 satıra ihtiyaç vardır. MBF300, 0°C ila +60°C sıcaklık aralığında 2,8 V ila 5 V gerilimlerde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Mevcut tüketim aktif mod 20 mA'dır, “bekleme” modunda 20 µA'yı aşmaz. Yapısal olarak sensör 54 pinli FBGA veya FLGA paketlerinde mevcuttur ve 1,2 mm kalınlığa sahiptir.

    Genel olarak sensörle görüntü elde etme süreci iki aşamadan oluşur. İlk aşamada, sensör elemanları dizisinin seçilen satırındaki hücreler, güç kaynağından önceden şarj edilir. Her dizi sütunu, kendisiyle ilişkilendirilmiş iki getirme ve saklama devresine sahiptir. Ön şarj sırasında dahili bir sinyal, ilk örnekleme ve tutma devreleri grubunun satır hücresi voltaj değerlerini depolamasını sağlar. İkinci aşamada sıra elektrotları bir akım kaynağı tarafından boşaltılır. Her bir hücrenin deşarj değeri, belirlenen deşarj akımıyla orantılıdır. parmak yüzeyine yakınlık. Bir süre sonra ("deşarj süresi" olarak adlandırılır), dahili sinyal, elde edilen elektrot voltajlarını depolamak için ikinci bir numune alma ve tutma devreleri setini açar. Şarj sonrası ve deşarj sonrası gerilimler arasındaki fark, sensör hücrelerinin kapasitesi için bir kriterdir. Elektrotlara gerilim deşarjı yapıldıktan sonra kaydedilen hatlar dijitalleştirilir. Akım ve deşarj süresi ayarlanarak kristalin hassasiyeti değiştirilebilir. Bu programlı olarak yapılır. Akım kaynağının nominal değeri ISET pinine bağlanan harici direnç tarafından belirlenir. Tam bir görüntü elde etmek için açıklanan adımlar gerektiği kadar tekrarlanır.

    Sensörün çıkışında elde edilen dijital akış, görüntüyü yeniden oluşturmak ve ondan bir şablon veya örnek çıkarmak için yazılım işlemine tabi tutulur.

    Fujitsu, DKF200 için bir geliştirme kiti sunuyor. V1.1 USB bağlantı noktası üzerinden Windows 98 ve 2000'de MBF200 sensörüyle çalışmayı mümkün kılar. Kit, bir dizi nesne kodunu, C++'daki kaynak kodu örneklerini, çalıştırılabilir dosya myMinutia™, gerekli devrelere sahip MBF200 USB bağlantı noktası donanımı. DKF200 yazılım modülleri birlikte görüntü yakalama işlemini gerçekleştirir. otomatik kurulum sensör hassasiyeti ve görüntü gürültüsünün ortadan kaldırılması, ayrıntıların çıkarılması (küçük ayrıntılar) ve elde edilen örnek baskıların programda kayıtlı belirli kişilerin şablonlarıyla karşılaştırılması.

    Parmak izi sensörlerinin uygulamaları son derece geniştir ve aşağıdaki uygulamaları kapsar:

    • Cep telefonları, Akıllı telefonlar
    • Dizüstü bilgisayarlar, kişisel bilgisayar erişim sistemleri
    • Bina erişim kontrol sistemleri
    • Elektronik anahtarlar (arabalar, evler vb.)
    • PDA (erişim kontrolü, veri koruma)
    • İnternet üzerinden yapılan finansal işlemler ve işlemler (Akıllı Kartlar ve okuyucuları)

    Özetlemek gerekirse biyometrik teknolojilerin hızlı bir gelişme ve iyileşme aşamasında olduğunu belirtmek isterim. Ancak artık bu alandaki en basit ve en güvenilir çözümler, özellikle de parmak izi okuma cihazlarına dayalı olanlar, aktif olarak hayatımıza girmeye başlıyor.

    Tablo 2 ATMEL ve FUJITSU parmak izi sensörlerinin özellikleri

    Tip İzin vermek
    şema
    Adet
    piksel
    Boyut
    alanlar
    okumalar
    mm
    Sıklık
    personel
    fps
    çalışma
    sıcaklık, °C
    Durmak-
    şövalyelik
    ESD'ye
    kV
    Gerilim
    hayat
    yiyecek-
    İÇİNDE
    Tüketim
    kahrolası
    akım
    Çerçeve
    Boyut
    mm
    ATMEL FingerChip™ (termal sensörler)
    AT77C101B 500 dpi 280x8 14x0,4 1780 0…+70 ±16 5 3-5.5 3,3V'de 20mW COB6,
    Konnektörlü COB,
    CDIP-20
    26,6x9 (COB)
    Fujitsu
    MBF110 500 dpi 300x300 15x15 10 0…+60 - 3.3-5 40MHz'de 170mW LQFP-80,
    VSPA-80
    24x24
    MBF200 500 dpi 256x300 12,8x15 30 sn MCU;
    13 sn USB;
    10 sn SPI
    -20…+85 10 3.3-5 20 mA LQFP-80
    24x24x1,4
    MBF300 500 dpi 256x32 12,8x0,2 1000 sn MCU;
    100 sn USB;
    100 sn SPI
    0…+60 - 2.8-5 20 mA FBGA-54,
    FLGA-54
    14x4,3x1,2
    MBF310 500 dpi 218x8 12,8x0,2 1000 sn MCU;
    700 c SPI
    -20…+85 - 2.7-3.6 12mA FBGA-42
    16,1x6,5x1,2

    KAYNAKÇA

    1. Biyometrik Konsorsiyum, Web: http://www.biometrics.org
    2. Ortak Biyometrik Değişim Dosyası Formatı (CBEFF), Ocak 2001, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), Web: http://www.nist.gov
    3. FBI Entegre Otomatik Parmak İzi Tanımlama Sistemi (IAFIS), ABD Federal Araştırma Bürosu, Web: http://www.fbi.gov/hq/cjisd/iafis/iafisbuilds.htm

    İÇİNDE modern akıllı telefonlar Uygun fiyatlı Çin modelleri de dahil olmak üzere parmak izi tarayıcıları ortaya çıktı. Onların yardımıyla mobil cihazınızın kilidini tek dokunuşla açabilirsiniz. Bu yazımızda bu sensörü akıllı telefonunuzda nasıl kuracağınızı ve etkili bir şekilde kullanacağınızı anlatacağız.

    Akıllı telefonunuzda parmak izi tarayıcısı nasıl etkinleştirilir

    Başlangıçta, bu kilit açma işlevi Android akıllı telefonlarda devre dışıdır. Etkinleştirmek için Ayarlar'ı seçin.

    Orada Kilit ekranını ve parmak izini buluyoruz.

    Ardından Parmak İzi Yönetimi'ni açın.


    Bir saldırgan, kilidi açılmış bir akıllı telefon eline düşse bile bilginiz olmadan bu özelliği etkinleştiremeyecektir. Sensörden bilgi kaldırılmadan önce sistem, telefonun kilidini açmak için bir pin kodu veya şifre isteyecektir.

    Şimdi Parmak izi ekle'yi seçin.


    İşte bir çizim yeşil kene Ekranda her şeyin yolunda gittiği belirtiliyor.


    Güvenilir bir çekim sağlamak için telefon sizden sensöre birkaç kez dokunmanızı isteyebilir.

    Artık tarayıcının yüzeyine parmağınızla dokunarak telefonunuzun kilidini açabileceksiniz.

    Akıllı telefonunuzun parmak izi tarayıcısı çalışmıyorsa

    Kullanıcı incelemelerine göre, bu arıza son derece nadir görülür ve çoğu zaman belirli bir çıkarılabilir nedene sahiptir. Aşağıdaki ipuçlarını deneyin.

    • Tarayıcı kirli veya ıslak ellerle iyi çalışmaz. Sensörün ve parmağın yüzeyindeki nemi ve kiri temizleyin.
    • Düğmeye kısa bir basışla telefonu kapatın (kilitleyin) ve 5-7 saniye sonra tekrar açın.
    • Telefonun kilidini normal bir şifreyle açın ve yukarıdaki algoritmayı kullanarak Kilit Ekranından sensörle çalışma ayarlarını kontrol edin. Çıktılarınızı yeniden yazmanız gerekebilir.
    • Cihazı yalnızca fabrika ayarlarına sıfırlamanın yardımcı olabileceği nadir durumlar vardır.
    Sensörün güvenilirliğini artırmak için beş veya on parmağın tamamının resimlerini cihazın hafızasına kaydedin. Biri işe yaramazsa, telefonunuza ikincisini gösterin.

    Parmak izinizle bir uygulamanın kilidini açma

    Telefonunuzun yanı sıra, elinize dokunarak yetkisiz erişimi engelleyebilirsiniz. önemli uygulamalar. Bunu yapmak için sensör ayarlarında Uygulama korumasını etkinleştirmeniz gerekir.


    Daha sonra Ayarlar'ı kullanarak standart Android uygulama engelleyiciyi etkinleştirmeniz gerekir. Çince'de bu mod bu şekilde açılıyor Xiaomi telefonları. Buna Uygulama Kilidi denir.


    Her program için şifre gerekip gerekmediğini belirleyebilirsiniz. Sistem aşağıdakileri otomatik olarak gizli veriler olarak sınıflandırır: Kişiler ve telefon, Galeri, Mesajlar ve Posta.


    Artık onay işaretli programlar yalnızca parmak veya şifrenin sunulmasıyla açılacaktır ( Alternatif seçenek Kilidini aç).


    Bu arada akıllı telefonunda böyle bir sensör bulunmayanlar için Uygulama Kilidi de yardımcı olacaktır. Bu mod, oldukça güvenilir ve hatırlanması kolay bir yetkilendirme yöntemi olan grafik anahtarını destekler.

    Akıllı telefonlar satın alın Çin markaları Novosibirsk'te parmak izi tarayıcılı SibDroid çevrimiçi mağazasında mevcuttur. Kurulum ve kullanım kurallarına ilişkin sorularınız için lütfen profesyonel yöneticilerimizle iletişime geçin.

    Günümüzde parmak izi sensörleri premium akıllı telefon segmentinin ötesine geçmiş durumda; orta fiyat aralığındaki nispeten ucuz cihazlarda bile ek donanım koruma teknolojisi uygulanabiliyor. Teknoloji pazara girdiğinden bu yana önemli evrimsel değişikliklere uğradı, bu yüzden burada piyasada mevcut olan parmak izi sensörlerine, aralarındaki farkları gösteren bir genel bakış sunuyoruz.

    Optik tarayıcılar

    Parmak izlerini yakalamanın ve karşılaştırmanın en eski yöntemi. Adından da anlaşılacağı gibi, teknoloji optik bir görüntüye, esasen bir fotoğrafa dayanıyor ve görüntüdeki en açık ve en karanlık alanları analiz ederek bir yüzeydeki tümsekler veya benzersiz işaretler gibi benzersiz desenleri tanımlamak için özel algoritmalar kullanıyor.

    Akıllı telefonlardaki kameralara benzer şekilde, bu tür sensörlerin belirli bir çözünürlüğü vardır; ne kadar yüksek olursa, tarayıcı tarafından o kadar ince ayrıntılar işlenebilir ve bu da koruma düzeyini artıracaktır. Ancak bu tür sensörler diğerlerinden daha fazla kontrastlı görüntü elde eder. normal kamera. Yakın ayrıntıları daha net göstermek için genellikle inç başına çok sayıda diyot içerirler. Parmak tarandığı anda tarayıcı karanlıktadır, dolayısıyla optik tarayıcılarda ayrıca tarama sırasında flaş görevi gören "yerleşik" LED'ler bulunur. Benzer iç organizasyon akıllı telefona ek milimetre kalınlık verecek ve son form faktörünü olumsuz etkileyecektir.

    Optik tarayıcıların ana dezavantajı güvenilmez olmalarıdır. Onların yardımıyla yalnızca iki boyutlu bir görüntü elde edilir, böyle bir tarayıcı başka bir görüntü tarafından "aldatılabilir" iyi kalite veya ondan yapay olarak oluşturulmuş bir iz. Bu tür tarayıcılara güvenmemelisiniz; en önemli bilgileri koruyacak kadar güvenli değildir.

    Günümüzde akıllı telefonlardaki parmak izi sensörleri çeşitli şekil ve boyutlarda mevcut ancak optik tarayıcılara sahip değiller. Dirençli dokunmatik ekranların yaygınlaşmasına benzer şekilde, optik tarayıcılar bugün yalnızca en ucuz donanım çözümlerinde bulunabilir. Güvenliği güçlendirme ihtiyacı, akıllı telefonların oybirliğiyle kapasitör tarayıcılara geçişine yol açtı.

    Kapasitör tarayıcıları

    En yaygın parmak izi sensörü türü. Ve yine başlık bunu ele veriyor ana bileşen, tabii ki elektronik konusunda biraz bilgiliyseniz - bir kapasitör. Kapasitör tarayıcılar, parmak izinin geleneksel görüntüsünü oluşturmak yerine, parmak izi hakkında bilgi toplamak için küçük kapasitör dizilerini kullanır. Elektrik yükünü depolayabilen kapasitörleri iletken bir karta bağlarsanız, bu onları parmak izi ayrıntılarını okumak için kullanmanıza olanak tanır. Parmağınız panele dokunduğunuzda kapasitörlerdeki yük biraz değişecek ve aynı zamanda hava boşluğu yükü nispeten değişmeden bırakacaktır. Entegrasyon zinciri değişiklikleri izlemek için kullanılır işlemsel yükselteç, daha sonra değişiklikler analogdan dijitale bir sinyal dönüştürücü kullanılarak kaydedilebilir.

    Taradıktan sonra dijital bilgi Daha sonra karşılaştırılmak üzere saklanabilecek ayırt edici ve benzersiz parmak izi parametreleri için analiz edilebilir. Böyle bir sensörün "aldatılması" optik olandan çok daha zordur. Sonuçlar bir görüntüde yeniden oluşturulamaz ve herhangi bir yapay parmak izi ile taklit edilmesi çok zordur: farklı malzemeler kapasitörün yükünde farklı değişikliklere neden olacaktır. Tek güvenlik riski, yazılım veya donanımın hacklenmesi olasılığından kaynaklanabilir.

    Bu tür kapasitörlerin yeterince geniş bir dizisinin oluşturulması sayesinde (bir tarayıcıda binlerce olmasa da yüzlerce kapasitör), yalnızca kullanarak bir parmak izinin tüberküllerinin ve oluklarının yüksek ayrıntıya sahip bir görüntüsünü elde etmek mümkündür. elektrik sinyalleri. Optik sensörlere benzer şekilde, daha fazla kapasitör daha yüksek tarayıcı çözünürlüğü sağlayacak ve korumayı belirli bir düzeye çıkaracaktır.

    yüzünden Daha Devredeki bileşenler, kapasitör tarayıcılarının maliyeti daha yüksek olabilir. Bazı ilk tasarımlar, daha az kapasitör elemanından bilgi alan ve parmak sensör üzerinde kaydırıldığında sonuçları hızlı bir şekilde güncelleyen "kaydırmalı" tarayıcılar kullanarak ihtiyaç duyulan kapasitör sayısını azaltmaya çalıştı. Yöntem oldukça karmaşıktı ve başarılı bir tarama için sıklıkla birkaç deneme gerekiyordu. Neyse ki günümüzde daha basit bir sensör çalışma şeması yaygındır: Basit bir basıp basılı tutmak yeterlidir.

    Ultrason tarayıcıları

    İlk olarak Le Max Pro akıllı telefonda tanıtılan en yeni parmak izi teknolojisi. Qualcomm ve Sense ID teknolojisi bunda önemli bir rol oynadı. Parmak izi ayrıntılarını gerçekten toplamak için donanım platformunda bir ultrasonik verici ve alıcı bulunur. Tarayıcıya yerleştirilen bir parmak aracılığıyla ultrasonik bir darbe iletilir. Tüberkülozlara, gözeneklere ve her parmak izine özgü diğer ayrıntılara bağlı olarak kısmen emilir ve kısmen sensöre geri iletilir.

    Geri dönen sinyali okuyacak bir mikrofon yoktur; bunun yerine okuyabilen bir sensör kullanılır. mekanik stres Sensörün farklı kısımlarında geri dönen sinyalin yoğunluğunu hesaplamak için. Daha uzun bir süre boyunca tarama yapmak, ek bilgilerin okunmasına olanak tanır ve bu da taranan parmak izinin ayrıntılı bir 3 boyutlu modelini sağlayabilir. Teknolojinin 3 boyutlu yapısı, onu kapasitör tarayıcılara göre daha da güvenli bir alternatif haline getiriyor.

    Algoritmalar ve kriptografi

    Çoğu parmak izi sensörü çok benzer prensiplere dayanmaktadır, ancak ek bileşenler ve yazılım, ürünlerin tüketicilere sunulan performans ve işlevselliğe göre farklılaştırılmasında önemli bir rol oynayabilir.

    Fiziksel tarayıcıya, taranan bilgileri yorumlayan ve bunu gerekli formatta akıllı telefon işlemcisine ileten özel bir çip eşlik ediyor. Çeşitli üreticiler hız ve doğruluk açısından biraz farklılık gösteren tanımlama algoritmaları kullanın temel özellikler baskı.

    Tipik olarak bu algoritmalar tümseklerin ve çizgilerin bittiği veya tümseğin ikiye bölündüğü yeri "arar". Toplu olarak bunlar ve diğerleri ayırt edici özellikleri parmak izi şablonu veya ayrıntılı parmak izi giriş protokolü olarak adlandırılır. Taranan bir parmak izinde bu özelliklerden birkaçı eşleşirse parmak izi eşleşme olarak sayılacaktır. Her seferinde parmak izinin tamamını karşılaştırmak yerine, bir şablonun özelliklerinin karşılaştırılması, bir parmak izini tanımlamak için gereken işlem gücü miktarını azaltır, parmak izi bulaştığında hataların önlenmesine yardımcı olur ve aynı zamanda merkez dışında kalan bir parmağın veya parmak izinin yalnızca bir kısmının taranmasına olanak tanır. bir parmak izi.

    Elbette bu tür bilgilerin cihazda güvenli bir şekilde saklanması ve onu tehlikeye atabilecek kodlardan uzak tutulması gerekir. ARM işlemcileri, kullanıcı bilgilerini ağa yüklemek yerine TrustZone'u temel alan Güvenilir Yürütme Ortamı (TEE) teknolojisini kullanarak bu bilgileri özel bir fiziksel çipte güvenli bir şekilde saklayabilir. Bu güvenli depolama aynı zamanda diğer şifreleme işlemleri için de kullanılır ve herhangi bir yazılım müdahale girişimini önlemek için parmak izi sensörü gibi güvenli donanım bileşenleriyle doğrudan iletişim kurar. Parola gibi onaylanmış kişisel olmayan bilgilere yalnızca TEE istemci API'sini kullanan uygulamalar tarafından erişilebilir.

    Qualcomm'un benzer bir çözümü Secure MSM mimarisine yerleştirilmiştir, Apple benzer bir projeyi "Secure Enclave" olarak adlandırır, ancak hepsi aynı prensibe dayanmaktadır - bilgileri işlemcinin çalışan uygulamalar tarafından erişilemeyen ayrı bir bölümünde depolamak normal bir ortamda işletim sistemi. FIDO (Fast Identity Online) ittifakının bir parçası olarak, donanım ve hizmetler arasında parola olmadan kimlik doğrulama için bu donanım korumalı bölgelerin kullanılmasına olanak tanıyan güçlü şifreleme protokolleri geliştirilmiştir. Bu nedenle parmak izinizi kullanarak bir web sitesinde veya çevrimiçi mağazada oturum açabilirsiniz. kişisel bilgi Aynı zamanda akıllı telefondan ayrılmayacak. Bu, biyometrik bilgiler yerine dijital anahtarların sunucuya iletilmesiyle sağlanır.

    Parmak izi sensörleri, sayısız şifreyi ve kullanıcı adını hatırlama zorunluluğuna oldukça güvenli bir alternatif haline geldi ve güvenli mobil ödeme sistemlerinin sürekli geliştirilmesi, bu tarayıcıların gelecekte daha yaygın ve hayati güvenlik araçları haline geleceği anlamına geliyor.

    Yakın zamana kadar parmak izi teknolojisi çoğunlukla bilim kurgu filmleriyle ilişkilendiriliyordu. Şimdi, hatta bütçe akıllı telefon Xiaomi'nin parmak izi tarayıcısı var. Okuyuculara bunun nasıl çalıştığını açıklayacağız.

    Parmak izi tarayıcı (Touch ID), parmak ucundaki benzersiz cilt desenine göre kullanıcının kimliğinin belirlenmesine olanak tanır. Her insanın kendi damgası ve "deseni" vardır ve bu, tek yumurta ikizlerinde bile tekrarlanmaz.

    Parmak izi, örneğin suçluların aranması durumunda herhangi bir kişinin kimliğini belirlemenize olanak tanır. Görünen o ki Touch ID özelliği akıllı telefon kullanıcıları için de kullanışlı. Onun yardımıyla akıllı telefonunuzu yetkisiz erişime karşı koruyabilirsiniz.

    Şu anda piyasada çeşitli tarayıcı türleri bulunmaktadır. Hepsi aynı prensipte çalışır - tarayıcı akıllı telefon sahibinin parmak izini okur ve kilidini açmaya çalışırken "deseni" cihazda önceden programlanmış olanla karşılaştırır. Parmak izi eşleşirse cihazın kilidi açılacaktır. Aksi takdirde bir hata mesajı görünecektir.

    İlginçtir ki tarayıcılar parmak izi modelinin tamamını analiz etmez. Yalnızca bazı karakteristik özellikler veya desenler kontrol edilir. Bu, örneğin parmak izlerinin dallanması, çatallanması veya kırılması.

    Tarayıcılar görüntüyü bir şablona (şablon) dönüştürür ve bir algoritma kullanarak eğriler ve çizgiler arasındaki mesafeyi karşılaştırır. Bu, doğrulama sürecini, parmak izinin tamamını analiz etmeniz gerektiğinden çok daha kısa hale getirir.

    Algoritmalar, dakikaların yaklaşık %40'ının kaydedilen çizimle eşleşmesi durumunda parmak izini doğrular. Uygulamada bu, belirli bir kullanıcıyı tanımlamak ve hata toleransını sağlamak için yeterlidir.

    Dakikalar (veya "Galton noktaları"), her parmak için benzersiz olan ve papiller çizgilerin hangi yerlerde birleştiğini, çatallandığını veya koptuğunu gösteren cilt deseni alanlarıdır (noktalar).

    Parmak izi tarayıcı türleri

    1. Optik tarayıcı parmak panelinin tamamını "yakalar" ve bunu yapmak için bir CCD sensörü (çoğu kamera gibi) kullanır. Işığın ulaşmadığı alanlarda (çizgiler), sensör "siyah" pikselleri kaydederek parmağın doğru bir şekilde görüntülenen görüntüsünü oluşturur. Çoğu zaman optik tarayıcılarda görüntüyü mümkün olduğu kadar şeffaf hale getirmek için yerleşik bir ışık kaynağı (genellikle LED) bulunur.

    2. Kapasitif tarayıcı– matris yerine özel minyatür kapasitör devreleri (kapasitif sensörler) kullanılır. Bu okuyucunun üzerine parmağımızı koyduğumuzda bireysel kapasitörlerin kapasitansı anında değişiyor. Kapasitif tarayıcılar, kandırılmaları daha zor olduğundan, optik tarayıcılara göre çok daha doğru ve verimlidir.

    3. Termal tarayıcı Kapasitif okuyucuya benzer şekilde çalışır ancak mikro kapasitörler yerine parmak pedinin çıkıntıları ve lobları arasındaki sıcaklık farkını algılayan mikroskobik termal sensörler kullanırlar. Böyle bir tarayıcı, parmağın taklidi (yani deri parçası) ile kandırılamaz.

    4. Ultrason tarayıcı– kırınım olgusunu kullanır, yani yansıma ve saçılma ses dalgaları. Parmağımızı okuyucunun üzerine koyduğumuzda bizim için duyulamayacak sesler üretmeye başlar. Baskı pedinin "çıkıntısının" tarayıcı ile temas noktalarındaki ses dalgalarının davranışı, "boşluklardan" (havanın olduğu yer) tamamen farklıdır. Bu, ultrason tarayıcının parmak izinizin doğru bir parmak izini oluşturmasına olanak tanır.

    Hangi parmak izi tarayıcısı daha iyi?

    Şu anda çoğunluk Xiaomi akıllı telefonlar popüler Redmi Note 3 veya Mi 5 gibi kapasitif okuyucular kullanın. Ancak büyük umutlar doğrudan ekranın altına monte edilen ultrason tarayıcılarıyla ilişkilidir ve bu teknolojinin yakın gelecekte en popüler teknoloji olması muhtemeldir.

    Dokunma işlevi Akıllı telefon kimliği çok güvenli olmasına rağmen %100 güvenli değildir. Doğru teknoloji ve araçlarla tarayıcıyı kandırabilecek bir parmak izi oluşturmak mümkündür.

    Dijital teknolojiler her geçen yıl hayatımıza daha fazla nüfuz ediyor. Para, belgeler, kişisel video ve fotoğraflar ile kayıtlar, insan yaşamının her yönüne ilişkin veri dizilerini oluşturur. Teorik olarak, gerekli özeni göstererek, onların yardımıyla bir kişinin kapsamlı bir psikolojik portresini oluşturmak, para çalmak, başka birinin evine girmek mümkündür. Kişisel verilerin korunması modern dünya giderek daha alakalı hale geliyor.

    Geliştirme için önkoşullar

    Bu beş dakikalık paranoya sizi korkutmak için değil (her ne kadar şimdi şifrelerinizi daha güçlü olanlarla değiştirmeyi düşünüyorsanız bu harika), akıllı telefon üreticilerinin neden ürünlerinin neredeyse her yerinde biyometrik kimlik doğrulama yöntemlerini (koruma, koruma, güvenlik) kullanmaya başladığını açıklamak için gerekliydi. insan vücudunun bazı bölümlerinin benzersiz parametrelerine dayanmaktadır.

    Bu tür pek çok seçenek vardır ancak bunların hepsi veri koruma amaçlarına uygun değildir. Bazıları zamanla çok fazla değişir, diğerlerinin ise teknik açıdan okunması zor ve zahmetlidir. Örneğin, adli bilimciler bazen insanları ısırıklarından veya DNA'larından tanırlar, ancak postaya her giriş yaptığınızda çenelerinin ölçüsünü alamazsınız. Akıllı telefonunuzun kilidini açmak için bir damla kan bağışlamak da sakıncalıdır.

    Geriye kalan tüm "ama"ları hesaba katarsak: irisin deseni, yüzün ve kafatasının şekli ve parmak izleri - cildi kaplayan en ufak desenler.

    Parmak izi sensörlü akıllı telefonların nispeten yakın zamanda ortaya çıkmasına rağmen, teknolojinin kendisi Uzun bir yol gelişim. Parmak izinin 1902'den beri kullanıldığı adli tıp tarihine değinmeyeceğim, ancak başarılarının çeşitli cihazlarda uygulanmasına hemen geçeceğim.

    Gelişim için ivme

    Parmak izi sensörünü alan ilk cihazlardan biri Acer - TravelMate 739'un dizüstü bilgisayarıydı. Tarayıcıya bir dokunuşun işlenmesi 12 saniyeden biraz fazla sürdü, ancak 2000'li yılların başında bu inanılmazdı.

    Zaten 2002 yılında, dünya parmak izi tarayıcısına sahip ilk mobil cihazı gördü - cep bilgisayarı HP'den - iPAQ Cep Bilgisayarı h5400. Ekran 320×240 piksel, Intel işlemci PXA250 400MHz, 64 MB RAM ve dosya depolama için 20 MB - bunu hayal ettim.


    Hemen ertesi yıl Fujitsu ilk ürününü piyasaya sürdü. cep telefonu bir parmak izi tarayıcısı ile ve o tarihten bu yana, 2011 yılına kadar, yaklaşık 30 çeşitli telefonlar parmak izi tarayıcıları ile.

    Apple, 2008 yılında parmak izi sensörü kullanarak kilit açmanın patentini aldı, ancak şirket teknolojiyi mükemmelleştirirken, Motorola dünyanın ilk parmak izi sensörüne sahip Android akıllı telefonunu Atrix 4G'yi tanıttı.


    Ne yazık ki Motorola için bu cihaz piyasada büyük ölçüde fark edilmedi. Satışlar başladığında, alıcıların ve sektörün tarayıcılara olan ilgisi tamamen sönmüştü, ancak 10 Eylül 2013'te iPhone 5S'nin duyurulmasının ardından yeniden canlandı. Bu olaydan sonra kendine saygısı olan her şirket, bir an önce cihazına parmak izi tarayıcıyı entegre etmeyi görev saydı.

    Parmak izi tarayıcı türleri

    Parmak izleri okunuyor Farklı yollar. Birkaç tür tarayıcı vardır: optik, kapasitif, ultrasonik, radyo frekansı, termal ve basınç deseni tanıma. Mobil cihazlarda sadece bir kısmı kullanıldığı için tüm bu çeşitlerden bahsetmenin bir anlamı yok.

    Günümüzde tüketici elektroniğinde en yaygın kullanılan sensörler optik ve kapasitif sensörlerdir.

    Optik parmak izi sensörleri - mevcut teknolojilerin en eskisi. Bazı filmlerde, kilitli bir kapının arkasına geçmek için kahramanın parmağını veya avucunu cam bir plakanın üzerine koyduğunu ve cildin yavaş yavaş ilerleyen bir ışık huzmesi tarafından nasıl tarandığını hatırlayabilirsiniz. Elbette gerçekte her şey bu kadar net olmuyor ama prensip aynı. Temel olarak optik parmak izi sensörü küçük ama son derece hassastır. dijital kamera. Parmak, yarı saydam bir alan aracılığıyla aydınlatılır ve sensörün derinliklerindeki sensörler, cilt yüzeyinden yansıyan ışığı yakalar. Yansımanın doğası, desenin şekli ve derinin kıvrımları hakkında fikir yaratır.

    Optik parmak izi tarayıcılarının ortak dezavantajı kirlenmeye karşı hassasiyetleridir. Temas yüzeyi veya parmağın kendisi kirlendiğinde arıza sayısı önemli ölçüde artar.


    Ek olarak, bilgisayar korsanlarının da göstermekten mutluluk duyacağı gibi, böyle bir tarayıcının kandırılması kolaydır. Parmağınızın bir fotoğrafını yüksek çözünürlükte yazdırmanız yeterlidir ve tarayıcı değiştirilmek üzere "satın alınacaktır".

    İkinci yaygın teknoloji ise kapasitif sensörler. Bir dizi yarı iletken eleman kullanarak parmakları ayırt ediyorlar. Dokunmatik ekrana çok benziyor ancak çok daha incelikli. Bir kişi böyle bir sensöre dokunduğunda, küçük kapasitörlerden oluşan bir kütle ile süslenmiş sensör plakası üzerindeki elektrik yüklerinin dağılımı değişir. Ciltte desen oluşturan çöküntü ve çıkıntılarda yük farklılık gösterir. Değişiklikler, belirli bir parmağın desenini tanımlamak için kullanılabilen bir desen biçiminde cihazın hafızasında izlenir ve saklanır. Ancak bu da her derde deva değil. 3D baskı ve iletken malzemeler kullanılarak, kapasitif bir sensörle orijinalinden ayırt edilemeyecek bir sahte üretmek mümkün.


    Mobil elektronik alanında en gelişmiş ve hala çok az yaygın olan teknoloji varlığını sürdürüyor Ultrasonik parmak izi tanıma.

    İÇİNDE optik tarayıcılar Işık ışınlarının parmak kabartmasından yansıma açısı ölçülür. Ultrason tarayıcı da aynı prensiple çalışır ancak cilt dokusu hakkındaki bilgiler ses kullanılarak elde edilir. Sensör, cildin ultrasonla nasıl etkileşime girdiğini ölçer. Üstelik sadece parmağın yüzeyinden yansımaz, cildin derinliklerine nüfuz eder. Sonuç, iki boyutlu bir görüntü değil, sahte olması çok zor olan ses yansımalarının üç boyutlu bir haritasıdır.

    Ultrasonik parmak izi tarayıcısına sahip ilk akıllı telefonlardan biri LeEco tarafından yapılmıştı ancak parmak izi sensöründe teknoloji dışında öne çıkan hiçbir şey yoktu. Ancak ultrason cam ve metalden iyi nüfuz eder. Teorik olarak bu, tasarımcıların parmak izi sensörünü akıllı telefon gövdesinin derinliklerinde diğer parçaların altına gizlemesine olanak tanıyor.


    Bu özelliği, uçtan uca ekranlara yönelik mevcut çılgınlıkla birleştirirseniz, ekran altı parmak izi sensörüne sahip bir akıllı telefon konseptine sahip olursunuz. Sensörün böyle bir düzenlemesine sahip prototipler zaten mevcut, sadece teknolojinin tam teşekküllü bir üründe piyasaya sürülmesini beklememiz gerekiyor. Uzun zamandır tahmin ediliyordu, ancak Korelilerin bitiş çizgisinde baypas edilmesi mümkün.

    Parmak izi taramasının donanım uygulaması, verilerinizi korumak için yapılması gerekenlerin yalnızca yarısıdır. Çok daha önemli olan, akıllı telefonun parmak izi verilerini nasıl sakladığı ve bunu nasıl yönettiğidir.

    Ama nüanslara geçmeden önce yazılım uygulaması biyometrik parmak izi kimlik doğrulaması - küçük bir tavsiye. Akıllı telefonunuzun parmak izi tanıma hızını artırmak istiyorsanız aynı parmağı sisteme iki kez ekleyin.

    “Demir” her şey değildir

    Program kısmından da kronolojik sırayla bahsedeceğim. Android'deki akıllı telefonlarda, ilk başta cihazın kilidini parmak iziyle açmaya yönelik tek bir yaklaşım yoktu. Her üretici bu süreci güvenlikle ilgili kendi fikirleri doğrultusunda organize etti. Bazen oldukça tuhaf.

    Örneğin, hikayesi HTC One Max, telefonun hafızasının saklandığı yer tam kopyalar parmak izleri şifreleme olmadan bile olduğu gibi.

    Standart haline geldi Dokunmatik teknoloji Apple kimliginiz. Şirketin akıllı telefonları parmak izlerini hatırlamıyor. Bunun yerine, tarama sırasında sensörden gelen veriler tek yönlü bir karma işlevine (parmak izinin kurtarılamayacağı bir bit dizisi) dönüştürülür.

    Prensibi a+b=4 denklemi örneğini kullanarak açıklayacağım. Hangi sayı çiftlerinin toplamının dörde çıktığını tahmin etmek zor değil. Eşitlik işaretinin solunda a+b yerine özel bir matematiksel dizi varsa - tek yönlü bir karma işlevi. Parmak izi sensöründen alınan sayıları onun içine yerleştirebilir ve sağda belirli bir değer elde edebilirsiniz. Böyle bir fonksiyonu tek yönde hesaplamak kolaydır ancak ters işlemi gerçekleştirmek neredeyse imkansızdır.


    Eşittir işaretinin sağındaki sayılardan parmak izi sensörünün hash fonksiyonuna hangi verileri girdiğini bulmak, bilgisayar hızının mevcut seviyesiyle evrenin yaşıyla karşılaştırılabilir bir zaman alacaktır.

    Akıllı telefonun belleğinde yalnızca karma işlevleri saklanır; ayrıca bunlar ek olarak şifrelenir ve yalnızca kullanıcı tarafından istendiğinde akıllı telefonun güvenli belleğinden alınır.

    Nexus Imprint adlı benzer bir algoritma ortaya çıktı Android kullanıcıları yalnızca bu işletim sisteminin 6. sürümüyle birlikte. Aynı zamanda Google, üçüncü taraf geliştiriciler için Parmak İzi API'sini tanıttı ve cihaz sertifikasyon programına parmak izi sensörüne ilişkin gereksinimleri dahil etti.

    Ancak sonsuz sorun Android - parçalanma burada da yazım hatalarını beraberinde getiriyor. Üreticiler Avrupa'da cihaz satmak için gerekli tüm sertifikaları alırlarsa Çin ve Hindistan gibi pazarlara girmek için buna gerek kalmayacak. O kadar çok cihaz yok ki Google OyunÖzellikle Rusya pazarına resmi olmayan kanallardan giren ürünler yeterince korunmuyor.

    Ek olarak, flaş meraklıları, bir akıllı telefonun önyükleyicisinin kilidini açmanın aslında işletim sistemi geliştiricisi tarafından alınan tüm güvenlik önlemlerini devre dışı bıraktığını hatırlamalıdır.

    Daha güvenli değil ama daha kullanışlı


    Gördüğünüz gibi, bir akıllı telefon için parmak izleriniz normal bir şifreden pek farklı değildir - ekran klavyesinden değil, özel bir sensör kullanılarak girilseler bile aynı sayı dizileri. Daha güvenli değiller ancak şifrelerden belirgin şekilde daha kullanışlılar. Kaybedilemez veya unutulamazlar, daha hızlı tanıtılırlar ve en önemlisi onlarla birlikte akıllı telefon sahipleri cihazlarını çok daha sık korumaya başlarlar. Apple'ın Touch ID'yi tanıtmasının amacı da buydu; platformu, özel temassız ödeme sistemi Apple Pay'in dağıtımı ve uygulaması için dikkatli bir şekilde hazırlamak.

    Burada da şirkete hakkını vermemiz gerekiyor. Ticari çıkarların peşinde koşarak bir kez daha lokomotif görevi gördü ve tüm sektörün yararına olacak değişiklikleri kışkırttı.