Как работает сканер отпечатка пальца

Ска­нер отпе­чат­ка паль­ца — удоб­ная шту­ка, но не самая надёж­ная. Ино­гда обыч­ный пароль защи­тит ваши дан­ные гораз­до луч­ше, чем ска­нер. В этой ста­тье — по како­му прин­ци­пу он рабо­та­ет и в чём уязвимость. 

Всё дело в минуциях

Самое глав­ное для ска­не­ра — это мину­ции. Мину­ции — это те места в узо­рах на паль­цах, где изме­ня­ют­ся линии. Например:

  • линии раз­два­и­ва­ют­ся,
  • закан­чи­ва­ют­ся,
  • обры­ва­ют­ся и про­дол­жа­ют­ся снова,
  • рез­ко поворачивают,
  • закру­чи­ва­ют­ся в петли.

Имен­но мину­ции дела­ют наши отпе­чат­ки уни­каль­ны­ми и поз­во­ля­ют отли­чить один отпе­ча­ток от дру­го­го. Зада­ча ска­не­ра — рас­по­знать их как мож­но точнее.

Именно минуции делают наши отпечатки уникальными и позволяют отличить один отпечаток от другого

Как сканер получает данные 

Самые пер­вые ска­не­ры рабо­та­ли по прин­ци­пу фото­ап­па­ра­та: фото­гра­фи­ро­ва­ли при­ло­жен­ный палец круп­ным пла­ном, а потом срав­ни­ва­ли это изоб­ра­же­ние с тем, что есть в памя­ти. Слож­ность была в том, что для успеш­но­го рас­по­зна­ва­ния нуж­но было при­кла­ды­вать палец точ­но так же, как при пер­во­на­чаль­ном ска­ни­ро­ва­нии. Если при­ло­жить на пол­сан­ти­мет­ра ниже или выше — ниче­го не сработает.

Вто­рой минус тако­го визу­аль­но­го под­хо­да — этот ска­нер лег­ко обма­нуть, при­ло­жив фото­гра­фию отпе­чат­ка. Ска­нер сфо­то­гра­фи­ру­ет её, полу­чит то же изоб­ра­же­ние, что и на отпе­чат­ке, и раз­ре­шит доступ. По этой при­чине такие опти­че­ские ска­не­ры для серьёз­ной защи­ты почти не используются.

Совре­мен­ные ска­не­ры рабо­та­ют не с общим видом отпе­чат­ка, а с мину­ци­я­ми. Зада­ча ска­не­ра теперь такая:

  1. Ска­ни­ро­вать при­ло­жен­ный палец.
  2. Выде­лить на нём все минуции.
  3. Зако­ди­ро­вать инфор­ма­цию о них и их вза­им­ном рас­по­ло­же­нии в виде циф­ро­вой матрицы.
  4. Срав­нить эту мат­ри­цу с теми, что уже есть в базе.
  5. Если про­цент пере­се­че­ния дан­ных боль­ше опре­де­лён­но­го зна­че­ния — зна­чит, мы нашли отпе­ча­ток. Напри­мер, мож­но открыть доступ к телефону. 

Какие бывают сканеры отпечатков пальцев

Опти­че­ские — под экра­ном. OLED-матрицы, кото­рые исполь­зу­ют­ся в совре­мен­ных смарт­фо­нах, могут про­пус­кать свет изнут­ри и сна­ру­жи. Это свой­ство про­из­во­ди­те­ли исполь­зу­ют для того, что­бы поста­вить про­стой опти­че­ский ска­нер пря­мо под экра­ном. Тех­ни­че­ски такой ска­нер про­сто дела­ет фото­гра­фию отпе­чат­ка, да ещё и пло­хо­го каче­ства — сде­лать отлич­ный сни­мок меша­ют пик­се­ли на мат­ри­це. Поэто­му такие ска­не­ры могут оши­бать­ся, рабо­тать мед­лен­но и сра­ба­ты­вать даже на про­стей­ший муляж отпе­чат­ка (напри­мер, на скот­че или на пакете).

Опти­че­ские бес­кон­такт­ные. Кро­ме опти­че­ских ска­не­ров есть и опти­че­ские бес­кон­такт­ные. Это зна­чит, что палец кла­дёт­ся не на сам ска­нер, а на стек­ло. Под этим стек­лом есть несколь­ко камер, кото­рые сни­ма­ют изоб­ра­же­ние с раз­ных сто­рон. Тео­ре­ти­че­ски этот ска­нер уже нель­зя обма­нуть фото­гра­фи­ей, пото­му что с несколь­ких камер полу­ча­ет­ся сте­рео­изоб­ра­же­ние. Но если палец изго­то­ви­ли на 3D-принтере — мож­но и обмануть. 

Ёмкост­ные. Имен­но такие ска­не­ры сто­я­ли в пер­вых теле­фо­нах с дат­чи­ка­ми отпе­чат­ков, и с раз­ны­ми моди­фи­ка­ци­я­ми они исполь­зу­ют­ся до сих пор.Работают они так: на поверх­но­сти ска­не­ра есть очень мно­го мини­а­тюр­ных полу­про­вод­ни­ков. Когда при­кла­ды­ва­ет­ся палец, то высту­па­ю­щие линии на паль­це замы­ка­ют эти про­вод­ни­ки и их ёмкость в цепи меня­ет­ся. По изме­не­нию ёмко­сти и состав­ля­ет­ся кар­ти­на отпе­чат­ка сра­зу в циф­ро­вом виде.

Мину­сы ёмкост­но­го сканера:

  1. Пло­хо ска­ни­ру­ют­ся мок­рые паль­цы, пото­му что вода замы­ка­ет мно­го лиш­них дат­чи­ков и меша­ет распознаванию.
  2. Такой дат­чик тоже лег­ко обма­ны­ва­ет­ся 3D-моделью отпечатка.

Уль­тра­зву­ко­вые. Тео­ре­ти­че­ски это самые пере­до­вые и надёж­ные ска­не­ры отпе­чат­ков, пото­му что они могут соби­рать не толь­ко дан­ные о лини­ях на паль­це, но и про­ве­рять пульс и стро­ить трёх­мер­ную модель линий и впа­дин. На прак­ти­ке такое мож­но встре­тить пока толь­ко у неко­то­рых теле­фо­нов Samsung — уль­тра­зву­ко­вой ска­нер доро­же осталь­ных в производстве.

Что лучше — отпечаток или пароль

Если вам важ­нее ско­рость и удоб­ство раз­бло­ки­ров­ки теле­фо­на или ноут­бу­ка — исполь­зуй­те отпе­ча­ток. Или если вы счи­та­е­те, что на вашем устрой­стве нет ниче­го цен­но­го и даже если кто-то полу­чит доступ ко всем дан­ным, то тоже ниче­го страш­но­го не слу­чит­ся. Ещё один вари­ант, когда отпе­чат­ка будет доста­точ­но — если вам про­сто нуж­на защи­та от детей.

Во всех осталь­ных слу­ча­ях луч­ше исполь­зо­вать пароль. Есть мно­го спо­со­бов обма­нуть ска­нер отпе­чат­ка паль­цев, и толь­ко два спо­со­ба обой­ти пароль: под­смот­реть или взло­мать. Если вы выбе­ре­те слож­ный пароль и убе­ди­тесь, что никто не сле­дит за вво­дом, то взло­мать такой пароль будет очень сложно.

Текст и иллю­стра­ция:
Миша Поля­нин

Редак­тор:
Мак­сим Ильяхов

Заглав­ная иллю­стра­ция:
Даня Бер­ков­ский

Кор­рек­тор:
Ира Михе­е­ва

Вёрст­ка:
Маша Дро­но­ва

Соц­се­ти:
Олег Веш­кур­цев

Бере­ги­те:
мину­ции!