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.

Сканеры отпечатков пальцев. Классификация и способы реализации

• Компьютерное железо

Около года назад во время написания курсовой работы мне пришлось вплотную столкнуться со сканерами отпечатков пальцев. Отчетливо помню, как меня неприятно удивило их многообразие – еще бы, ведь для каждого мне надо было искать каналы утечки информации и писать методику их оценки. И все же факт остается фактом – в настоящее время существуют принципиально разные способы получения отпечатков пальцев с разной степенью надежности и эффективности.

О сканировании

Все существующие сканеры отпечатков пальцев можно разделить на три группы: оптические, полупроводниковые и ультразвуковые. К тому же в каждом методе существует несколько способов реализации.

Оптические сканеры

Оптический метод на отражение

Это явление называется полным внутренним отражением. В случае контакта более плотной оптической среды (поверхности пальца) с менее плотной в точке полного внутреннего отражения пучок света проходит через эту границу. Таким образом, от границы отразятся лишь пучки света, попавшие в определенные точки полного внутреннего отражения, к которым не был приложен папиллярный узор пальца. Для захвата полученной световой картинки поверхности пальца используется специальный датчик изображения (КМОП или ПЗС, в зависимости от реализации сканера).

Недостатки метода:

Чувствительность к загрязнениям

Ведущими производителями подобных сканеров являются компании BioLink, Digital Persona, Identix.

Оптический метод на просвет

Чувствительность каждого датчика позволяет фиксировать остаточный свет, проходящий через палец, в точке соприкосновения пальца с поверхностью матрицы. Изображение всего отпечатка формируется по данным, считываемым с каждого фотодатчика.

У данного метода гораздо больше плюсов:
Высокая надежность считывания
Устойчивость к обману

Однако у данного метода имеется также существенный недостаток – сложность его реализации:

Данный тип сканеров выпускается компанией Security First Corp.

Оптические бесконтактные сканеры

Ведущий производитель сканеров данного типа Touchless Sensor Technology.
(Про достоинства/недостатки почему-то ничего нет)

Полупроводниковые сканеры

Емкостные сканеры

Достоинствами вследствие его популярности является:
Низкая себестоимость
Надежность

Недостатки:
Неэффективная защита от муляжей

Ведущими производителями сканеров данного типа являются компании Infineon, STMicroelectronics, Veridicom.

Радиочастотные сканеры

Достоинства:
Поскольку анализируются физиологические свойства кожи, вероятность обмана данного сканера стремится к нулю

Недостатки:
Неустойчивая работа при плохом контакте пальца

Известным производителем радиочастотных сканеров является компания Authentec.

Сканеры, использующие метод давления

Данный метод имеет ряд недостатков:
низкая чувствительность
неэффективная защита от муляжей
подверженность к повреждениям при чрезмерно прилагаемых усилиях

Чувствительные к давлению сканеры выпускает компания BMF.

Термосканеры

Температурный метод имеет множество преимуществ:
 высокая устойчивость к электростатическому разряду
устойчивая работа в широком температурном диапазоне
эффективная защита от муляжей.

К недостаткам данного метода можно отнести то, что изображение быстро исчезает. При прикладывании пальца в первый момент разница температур значительна и уровень сигнала, соответственно, высок. По истечении короткого времени (менее одной десятой доли секунды) изображение исчезает, поскольку палец и датчик приходят к температурному равновесию.

Ультразвуковой метод

Качество получаемого изображения в десятки раз лучше, чем у любого другого представленного на биометрическом рынке метода. Кроме того, данный способ практически полностью защищен от муляжей, поскольку позволяет помимо отпечатка папиллярного узора пальца получать информацию и о некоторых других характеристиках, например, о пульсе.

Недостатки:
 Высокая стоимость

Ведущим производителем сканеров данного типа является компания Ultra-Scan Corporation.

Сканером отпечатка пальца сейчас оборудован практически каждый небюджетный смартфон. Большинство производителей уверяет, что использовать дактилоскопические датчики не только удобно, но и безопасно.

Все мы привыкли пользоваться этой технологией для разблокировки смартфона, но она может выполнять еще множество полезных функций. Многие считают, что впервые данная технология была использована компанией Apple в iPhone 5S. На самом деле в период с 2002 по 2011 год в продаже появилось около 30 телефонов, оснащенных дактилоскопическим датчиком. В 2011 году Motorola выпустила смартфон на операционной системе Android, на задней крышке которого размещался полноценный сканер отпечатка пальца. Тем не менее, про устройство и новую технологию практически сразу забыли, а вернуть интерес к ней смогли только сотрудники Apple.

Какие бывают сканеры отпечатков?

Есть несколько видов сканеров, самым распространенным считает оптический . Большинство производителей используют именно этот тип - он не только является самым бюджетным, но и самым простым в реализации. Принцип работы заключается в «фотографировании» и запоминании отпечатка пальца. У таких дактилоскопов есть ряд минусов, ведь на качество и скорость отклика влияют загрязненность сканера, чистота и влажность пальца, а также наличие на нем механических повреждений. Кроме того, именно их проще всего обмануть.

Ультразвуковые сканеры отпечатков понемногу приходят на смену предшественникам. Они сканируют поверхность пальца с помощью звуковых волн. Такая технология более безопасна, время отклика меньше, загрязнения и повреждения на коже не страшны. На данный момент, этим видом датчика оснащены несколько топовых смартфонов китайских производителей.

Функции сканера отпечатков пальцев

Не стоит забывать, что сегодня смартфон играет действительно крайне важную роль в жизни практически каждого человека. Это не только устройство для совершения звонков и написания сообщений, но и настоящее хранилище личных данных, фото, воспоминаний, заметок и финансовой информации. Все это требует надежной защиты, которую и обеспечивает сканер отпечатка пальцев. Таким образом, первая его функция заключается в возможности разблокировки смартфона .

Второй функцией можно назвать доступ к личным файлам . На некоторых Android-смартфонах можно установить запрос отпечатка не только при разблокировке устройства, но и при открытии некоторых приложений, например, галереи, календаря или документов. Кроме того, такая функция будет полезна и для ограничения доступа к некоторым финансовым приложениям. Только вспомните, сколько детей приобрели вещи или танки в онлайн-играх, пользуясь смартфонами родителей?

В некоторых моделях Huawei с помощью дактилоскопического датчика можно ответить на звонок - нужно просто приложить палец к сканеру и дождаться начала разговора. На первый взгляд эта функция кажется удобной, но, с другой стороны, существует большая вероятность взять трубку случайно.

Оплата в интернете . С помощью специальных приложений можно совершать покупки в интернет-магазинах, денежные переводы, оплату коммунальных услуг и многое другое. С помощью сканера отпечатка пальцев можно существенно уменьшить время операции и подтвердить оплату простым касанием дактилоскопа.

Передача данных . Смартфоны оснащены множеством функций, одна из которых позволяет передавать файл с устройства на устройство «по воздуху», например, через Bluetooth. Чтобы не вводить лишний раз пароль, можно подтвердить действие с помощью дактилоскопа.

Используя сканер, можно отключить будильник . Принцип действия точно такой же, как и во всех вышеперечисленных случаях - как только слышен звук будильника, достаточно поднести палец к датчику, и сигнал автоматически выключится. Только не забудьте настроить автоповтор, иначе можно проспать.

Насколько надежен сканер отпечатков пальцев?

Дактилоскопические датчики по праву могут считаться надежными. Тем не менее, хакеры уже научились взламывать и их. Самый банальный способ заключается в том, чтобы сделать фото отпечатка (например, на прозрачной стеклянной вазе), распечатать его с помощью струйного принтера и приложить к сканеру. Этот способ может сработать только с первыми поколениями дактилоскопов.

Чтобы разблокировать новые поколения потребуется исхитриться - сделать слепок из силикона. Конечно, эти методы больше похожи на примеры из кино, но все равно нужно быть начеку и беречь свой смартфон.

Телефоны с отпечатком пальца пользуются все большей популярностью, так как они считаются самыми защищенными. Сканер отпечатков пальцев представляет собой тип электронной системы безопасности, которая использует отпечатки пальцев для биометрической аутентификации, чтобы предоставить пользователю доступ к информации или для одобрения транзакций.

Раньше сенсорный датчик, обеспечивающих контроль доступа, можно было встретить только в фэнтезийном кино или научно-фантастических романах. Но времена воображения, превосходящие человеческие инженерные способности, уже давно закончились — сканеры отпечатков используются на протяжении десятилетий! Такие технологии становятся более обыденными в новейших мобильных устройствах и постепенно продвигаются в повседневную жизнь.

Что такое сканеры отпечатков пальцев

Отпечатки пальцев каждого человека уникальны, поэтому они успешно идентифицируют людей. Не только правоохранительные органы собирают и поддерживают базы данных отпечатков. Во многих видах профессий, требующих лицензирования или сертификации (например, финансовые консультанты, биржевые посредники, агенты по недвижимости, учителя, врачи и медсестры, охрана, подрядчики и т. д.) применяют отпечатки пальцев в качестве условия работы. Также типично предоставлять эти идентификаторы при нотариальном заверении документов.

Усовершенствования технологий позволили включить считыватель отпечатков на задней крышке или на экране в качестве другой (необязательной) функции безопасности для мобильных устройств. Этот идентификатор можно вручную включить для безопасности (это делается в настройках безопасности), или отключить при необходимости.

Сканер отпечатка пальца появился самым последним из всех способов идентификации. Уже были пин-коды, коды шаблонов, пароли, распознавание лиц, определение местоположения, сканирование диафрагмы, распознавание голоса, надежное соединение Bluetooth/NFC.

Зачем же нужен новый метод защиты, если можно поставить пароль?

Многие пользуются новой технологией защиты для безопасности, удобства и футуристического ощущения.

Принцип работы и типы

Технология, как работают датчики, довольно проста. Сканер захватывает рисунок гребней и долин на пальце. Затем информация обрабатывается программным обеспечением анализа/сопоставления патчей устройства, которое сравнивает его со списком зарегистрированных отпечатков в файле. Успешное совпадение означает, что идентификация проверена. После этого предоставляется доступ к данным.

Метод захвата данных отпечатков зависит от типа используемого сканера:

• Оптический датчик: эти типы датчиков в основном делают фотокопию пальца. Многие освещают палец, чтобы обеспечить четкий контраст линий, поскольку светочувствительный датчик изображения или светочувствительный микрочип записывает информацию для создания цифрового изображения. Многие компьютерные устройства и смартфоны на Андроид и iOS с хорошей камерой для сканирования используют оптические датчики.
• Емкостный датчик: вместо света, эти системы используют электричество (аналогично работают сенсорные экраны), чтобы определить образцы отпечатков пальцев. Как только палец опирается на сенсорную поверхность, устройство измеряет заряд; хребты демонстрируют изменение емкости, а долины практически не меняются. Датчик использует все эти данные для точной печати отпечатков. Большинство смартфонов со сканерами пальцев используют емкостные датчики.
• Ультразвуковой датчик: Подобно тому, как летучие мыши и дельфины используют эхолокацию для поиска и идентификации объектов, ультразвуковые датчики работают через звуковые волны. Аппарат предназначен для отправки ультразвуковых импульсов и измерения количества отскоков назад. Хребты и долины отражают звук по-разному, именно так ультразвуковые сканеры могут создавать подробную 3D-карту отпечатков пальцев. Ультразвуковые датчики в настоящее время прототипируются (например, Qualcomm Technologies, Inc.) и протестированы для использования в мобильных устройствах, например, iPhone.

Плюсы использования сканеров отпечатков пальцев:

• Простота блокировки и разблокировки одним пальцем.
• Отличный способ идентифицировать уникальных людей.
• Чрезвычайно сложно подделать/дублировать (по сравнению с карточками идентификации/доступа и т. д.).
• Практически невозможно угадать/взломать (по сравнению с пин-кодами, паролями и т. д.), но можно обмануть, далее в статье мы расскажем, как это сделать.
• Пользователь не сможет забыть свой отпечаток пальца (как это часто бывает с паролями, кодами, шаблонами, картами доступа и т. д.).

Минусы использования сканеров отпечатков пальцев:

• Не 100% надежность. Люди с нужными ресурсами, временем и самоотверженностью могут обманывать сканеры фальшивками и/или отпечатками мастера.
• Невозможно получить новые отпечатки. Можно менять/заменять карты, коды и пароли, но нельзя сделать это, если кто-то украдет данные отпечатка пальца.
• Шифрование по-прежнему вызывает сомнения. Безопасность данных зависит от производителя программного обеспечения/оборудования.
• Дефект на пальце может затруднить успешное сканирование и запретить доступ к авторизации пользователям. Даже небольшие недостатки могут создавать трудности. Царапина, укус – все, датчик не работает.
• Микробы. Знаете ли вы, сколько людей коснулись этого общественного сканера, прежде чем это сделали вы? Лучше сначала продезинфицировать его.

Данная технология защиты в электронике потребительского уровня по-прежнему является совершенно новой, поэтому можно ожидать, что стандарты и протоколы будут установлены с течением времени. По мере созревания производители смогут точно настраивать и улучшать качество шифрования и защиты данных, чтобы предотвратить кражу или неправильное использование.

Телефоны с технологией сканирования

Motorola Atrix стала первым смартфоном, который использовал эту технологию защиты, еще в 2011 году. С тех пор появились многие другие телефоны с отпечатком пальца. Примеры включают (но не ограничиваются ими): Apple iPhone 5S, модели Apple iPad, Apple iPhone 7, Samsung Galaxy S5, Huawei Honor 6X, Huawei Honor 8 PRO, OnePlus 3T, OnePlus 5 и Google Pixel. Вероятно, что еще больше мобильных устройств будут поддерживать сканеры отпечатков пальцев с течением времени.

На большинстве смартфонов уже предустановленна программа для сканирования, но на некоторых моделях придется установить приложение самостоятельно.

Проблемы со считыванием

Несмотря на то, что считыватели считаются довольно точными, может быть несколько причин, по которым не происходит авторизация.

Если перестал работать датчик, может проблема кроется в следующем:

• Влажные или жирные руки.
• Электронный сбой. Нужно перезагрузить устройство.
• Дефект на пальце – царапина, укус и другой след могут стать причиной того, что считыватель не сработает.

Большинство производителей предвосхитили эти моменты, поэтому некоторые устройства все еще могут быть разблокированы паролями, пин-кодами или сканированием диафрагмы.

Поэтому, если палец не сканируется, просто используйте один из других методов разблокировки, которые необходимо заранее добавить.

Некоторые пользователи спрашивают, как разблокировать телефон с отпечатком пальца другого человека?

В принципе, защиту можно обойти. Например, ситуация: муж спит на диване, а жена хочет забраться в его сообщения, поискать компромат. Для разблокировки девайса можно просто прислонить палец спящего мужа. Конечно, такой путь не всегда доступен. Но можно сделать хитрее – найти место, где касался человек и остался его явный след, посыпать пудрой и приклеить скотч. Дальше кусок скотча прислоняется к телефону и, в большинстве случаев, считыватель открывает доступ.

Дактилоскопический сканер уже перестал быть чем-то особенным - сегодня им обзаводятся не только флагманы модельного ряда, но и многие смартфоны приличного уровня. Сканер отпечатков пальцев служит для разблокировки аппарата, защищая его от несанкционированного доступа. Используется он и в качестве элемента защиты некоторых приложений. Это очень удобное и надёжное решение, но, к сожалению, только до того момента, как сканер перестает исправно реагировать на палец хозяина.

Возможные причины неисправности

1. Повреждение шлейфа сенсора кнопки (при самостоятельном вскрытии аппарата либо после сильного удара);
2. Сбой в программном обеспечении;
3. Поверхность кнопки мокрая или сильно загрязненная;
4. Изменение рисунка отпечатка пальца (физические повреждения кожи, ее огрубение из-за обморожения, попадания химических веществ, образование мозоли).

Способы исправить ситуацию

Вариант 2: Обновите программное обеспечение смартфона. Возможно, вы пропустили поступление важного обновления, что и привело к сбоям в работе сканера. Если, напротив, сканер перестал работать после установки обновления, вернитесь к предыдущей версии прошивки. Можете выполнить сброс до заводских настроек (не забудьте предварительно создать резервную копию, чтобы не потерять всю информацию со смартфона).

Вариант 3: Влажной (не мокрой!) ватной палочкой, смоченной в спирте, аккуратно протрите поверхность кнопки. Высушите ее и проверьте, не заработал ли датчик. Касайтесь кнопки только чистыми и сухими пальцами.

Вариант 4: Очень эффективно действует метод, связанный с заменой отпечатка. Работа дактилоскопического сканера не только нормализуется, но и ускоряется. Порядок действий следующий:

Как бы ни нелепо выглядел этот метод, он работает и работает отлично - проверено на смартфонах Xiaomi .

Знаете другие эффективные способы заставить работать дактилоскопический сканер? Расскажите в комментариях, как вам удалось отучить "тормозить" датчик отпечатка пальца на своем смартфоне. Уверены, ваш способ обязательно заинтересует обладателей той же модели.