Программы которые используют сканер отпечатка пальцев. Примеры использования сканеров отпечатков пальцев. Доступ к приложениям
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.
В дополнение к функции блокировки вы также найдете опцию разблокировки с левой стороны. Тем не менее, нынешние сканеры отпечатков пальцев в смартфонах не защищены на 100 процентов. Профессионалы могут фотографировать отпечаток пальца, редактировать его на компьютере, а затем переносить его на деревянный клей через медную пластину - по крайней мере теоретически. На практике, однако, это очень дорого.
- Датчик отпечатков пальцев также полностью переработан.
- Досадный жест розыгрыша был заменен простым изданием пальца.
- Безопасность также должна быть улучшена.
О сканировании
Чуть больше года назад на Хабре поднимался вопрос биометрической идентификации, поэтому общую информацию я дам вкратце. Физиологически отпечаток пальца представляет собой так называемый паппилярный узор - конфигурацию выступов (гребней), содержащих индивидуальные поры, разделенные впадинами. Под кожей пальца расположена сеть кровеносных сосудов. Также отпечаток пальца связан с определенными электрическими и тепловыми характеристиками кожи. Это означает, что для получения изображения отпечатка пальца может использоваться свет, тепло или электрическая емкость (а также их комбинация). Отпечаток пальца формируется во время развития плода и не изменяется на протяжении всей жизни человека, кроме того, при повреждении через некоторое время он восстанавливает свою первоначальную структуру. Даже однояйцовые близнецы не имеют идентичных отпечатков пальцев. По показателям надежности сканирование отпечатков уступает только анализу ДНК, а также сканированию радужной оболочки или сетчатки глаза.Все существующие сканеры отпечатков пальцев можно разделить на три группы: оптические, полупроводниковые и ультразвуковые. К тому же в каждом методе существует несколько способов реализации.
Галактика Примечание 7: Ирис сканер в короткий тест
Он захватывает эту индивидуальную структуру глаза и, таким образом, защищает смартфон или отдельные области. Таким образом, примечание 7 фиксирует радужную оболочку своего владельца, используя переднюю камеру и инфракрасный свет. С последним можно оптимально фиксировать структуры радужной оболочки, поскольку это позволяет более четкое представление по сравнению с видимым светом. С другой стороны, на телефонах с сканерами отпечатков пальцев можно отложить несколько впечатлений от разных людей. Также проблемы со здоровьем устраняют производителя смартфона.
Оптические сканеры
Оптические сканеры - основаны на использовании оптических методов получения изображения. Существует несколько основных способов реализации оптического метода:Оптический метод на отражение
В данном методе используется эффект нарушенного полного внутреннего отражения (Frusted Total Internal Reflection). Эффект заключается в том, что при падении света на границу раздела двух сред световая энергия делится на две части - одна отражается от границы, другая проникает через границу во вторую среду. Доля отраженной энергии зависит от угла падения светового потока. Начиная с некоторой величины данного угла, вся световая энергия отражается от границы раздела.
В этом случае он автоматически отключается. В среднем, для разблокировки дисплея потребовалось около одной секунды. Это было заметно дольше, чем с помощью сканера отпечатков пальцев, который занимает всего лишь доли секунды. Время реакции зависит, помимо прочего, от условий освещения.
Особенно с технологией подсветки были проблемы. Перед установкой убедитесь, что у вашего устройства есть датчик отпечатков пальцев. Это приложение должно получить разрешение администратора устройства для выполнения операции блокировки экрана. Обеспечивает режим смешения и не-привязанный режим, режим смешивания повышает стабильность.
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).
Перевод, предоставляемый добровольцами, не может обеспечить полное и точное. Текущая версия может удовлетворять потребности большинства людей, многие другие потребности были выше моих возможностей или имеют альтернативу. И теперь многие производители предоставили свои собственные жесты отпечатка пальца. Так что это будет мало или больше не будет обновляться в будущем, спасибо за вашу поддержку.
Раздражающие напоминания или повторяющиеся обновления пароля ушли в прошлое. «Биометрическое распознавание» позволяет. Но насколько безопасен этот метод? Сегодня власти и банки уже используют соответствующие сканеры. Даже на некоторых ноутбуках и смартфонах вы можете найти датчики отпечатков пальцев для входа в систему без пароля. Но насколько хорошо эти распознаватели работают - и насколько они безопасны?
Недостатки метода:
Чувствительность к загрязнениям
Ведущими производителями подобных сканеров являются компании BioLink, Digital Persona, Identix.
Оптический метод на просвет
Сканеры данного типа представляют собой оптоволоконную матрицу, в которой все волноводы на выходе соединены с фотодатчиками.
Сканер отпечатков пальцев - это не что иное, как небольшая камера. Более дешевые версии состоят только из полосы, по которой вытягивается палец, и дороже читайте изображение линии в маленьком окне. Импортированное изображение сравнивается с отложенным отпечатком пальца. Если есть согласие, предоставляется доступ.
Не каждый палец является паролем. Но это не всегда работает, потому что на самом деле есть люди, у которых нет отпечатка пальца из-за генетических или связанных с заболеванием причин! Это касается примерно двух процентов населения мира: это будет около тысячи человек.
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
По этой причине многие программы биометрического доступа включают в себя аварийный вариант с обычной записью пароля. Практичный, но не всегда безопасный. Даже отпечаток пальца можно скопировать. Печать жертвы, клейкой ленты, суперклей и деревянного клея достаточно. Пары суперклея окрашивают следы жира следа, который отслаивается с помощью клейкой пленки. Используя планшетный сканер, профиль можно передать на компьютер, который производит распечатку. Затем вы даете деревянный клей сухим - это отпечаток пальца.
Некоторые более старые датчики получают такую копию для доступа. Различные эксперты по безопасности доказали, что многие сканеры отпечатков пальцев можно преодолеть таким образом! Это, конечно, не удовлетворяет дешевые манекены. Поэтому секретные службы не должны иметь шансов получить отпечаток пальца. Тем не менее, никакая система не является полностью безопасной. Даже если устройства биометрического распознавания становятся все лучше и лучше: многие могут быть перехитрились. Но у них есть одна общая черта с традиционным паролем: они проще в использовании.
Однако у данного метода имеется также существенный недостаток – сложность его реализации:
Данный тип сканеров выпускается компанией Security First Corp.
Оптические бесконтактные сканеры
В Оптических бесконтактных сканерах (touchless scanners), вы не поверите, не требуется непосредственного контакта пальца с поверхностью сканирующего устройства. Палец прикладывается к отверстию в сканере, несколько источников света подсвечивают его снизу с разных сторон, в центре сканера находится линза, через которую, собранная информация проецируется на КМОП-камеру, преобразующую полученные данные в изображение отпечатка пальца.
И: вы не забыли пароль пальца! Уже более двух лет сканеры отпечатков пальцев используются в смартфонах. По словам производителей, разблокировать мобильный телефон проще и безопаснее. Мы рассмотрели процедуру и объяснили безопасность этой системы. Датчики отпечатков пальцев в настоящее время зарекомендовали себя как стандарт для каждого высококлассного смартфона. При хранении отпечатка пальца так называемая контрольная сумма, которая больше не может быть расшифрована, генерируется почти во всех биометрических системах безопасности и сохраняется в памяти смартфона.
Ведущий производитель сканеров данного типа Touchless Sensor Technology.
(Про достоинства/недостатки почему-то ничего нет)
Полупроводниковые сканеры
В основе полупроводниковых сканеров лежит использование для получения изображения поверхности пальца свойств полупроводников, изменяющихся в местах контакта гребней папиллярного узора с поверхностью сканера.Емкостные сканеры
Емкостные сканеры (Сapacitive Scanners) являются сегодня наиболее распространенными полупроводниковыми устройствами для получения изображения отпечатка пальца. Их работа основана на эффекте изменения емкости p-n-перехода полупроводника при соприкосновении гребня папиллярного узора с элементом полупроводниковой матрицы. Существуют модификации емкостных сканеров, в которых каждый полупроводниковый элемент в матрице выступает в роли одной пластины конденсатора, а палец - в роли другой. При приложении пальца к датчику между каждым чувствительным элементом и выступом-впадиной папиллярного узора образуется емкость, величина которой определяется расстоянием между рельефной поверхностью пальца и элементом. Матрица этих емкостей преобразуется в изображение отпечатка пальца.Достоинствами вследствие его популярности является:
Низкая себестоимость
Надежность
В следующий раз, когда вы используете смартфон, датчик снова вызовет контрольную сумму и сравнит его с ранее сохраненным. Это открывает телефон быстрее и быстрее. Короткий «зависание» или «проведите пальцем» пальца тогда достаточно, чтобы распознать отпечаток пальца и разблокировать блокировку клавиатуры.
Конечно, безопасно - или нет?
Вышеуказанная контрольная сумма генерируется и сохраняется в безопасной зоне процессора. Вы также можете сохранить несколько пальцев с обеих рук, чтобы разблокировать устройство. Как только разработчики участвуют, пользователи приложений могут отказаться от пароля вручную в приложении. Для этой цели они отсканировали высококачественный отпечаток пальца на дисплее и скопировали отпечаток на смесь графитового клея, используя несколько распространенных методов. В конце этой статьи вы найдете видео, в котором подробно описывается процесс.
Недостатки:
Неэффективная защита от муляжей
Ведущими производителями сканеров данного типа являются компании Infineon, STMicroelectronics, Veridicom.
Радиочастотные сканеры
В радиочастотных сканерах (RF-Field Scanners) используется матрица элементов, каждый из которых работает как миниатюрная антенна. Радиочастотный модуль генерирует сигнал низкой интенсивности и направляет его на сканируемую поверхность пальца. Каждый из чувствительных элементов матрицы принимает отраженный от папиллярного узора сигнал. Величина наведенной в каждой миниатюрной антенне ЭДС зависит от наличия или отсутствия вблизи нее гребня папиллярного узора. Полученная таким образом матрица напряжений преобразуется в цифровое изображение отпечатка пальца.Достоинства:
Поскольку анализируются физиологические свойства кожи, вероятность обмана данного сканера стремится к нулю
Один автоматически размыл отпечаток пальца. Однако вам не нужно беспокоиться обо всех производителях, если вы потеряете свой смартфон. Ваш отпечаток зашифрован. Однако нет защиты от левых жировых пальцев, с помощью которых можно подражать отпечатку пальца, как указано в примере.
С.: Для тех, кто очень обеспокоен их биометрическими данными
Одно из преимуществ заключается в том, что в общественных местах, открывая отпечаток пальца, пароль больше не может быть замечен любопытными взглядами. Не следует забывать, что есть даже процедуры для имитации отсканированного отпечатка пальца из изображений.
Недостатки:
Неустойчивая работа при плохом контакте пальца
Известным производителем радиочастотных сканеров является компания Authentec.
Сканеры, использующие метод давления
Чувствительные к давлению сканеры (Pressure Scanners) в своей конструкции используют матрицу пьезоэлектрических элементов, чувствительных к нажатию. При прикладывании пальца к сканирующей поверхности гребешковые выступы папиллярного узора оказывают давление на некоторое подмножество элементов матрицы. Впадины кожного узора никакого давления не оказывают. Таким образом, совокупность полученных с пьезоэлектрических элементов напряжений преобразуется в изображение отпечатка пальца.Данный метод имеет ряд недостатков:
низкая чувствительность
неэффективная защита от муляжей
подверженность к повреждениям при чрезмерно прилагаемых усилиях
Впервые вместо двух было три модели смартфонов, призванных убедить пользователей. Передняя часть и задняя часть сделаны из стекла, а на этот раз спина замерзает. Закругленная форма все еще сохранялась. Матовая спина имеет преимущество перед предыдущими моделями, что она не так привлекательна для отпечатков пальцев и остается относительно чистой. Все клавиши стабильны и имеют хорошую точку давления, устройство не имеет очевидных слабых мест. Разрывы довольно маленькие, поэтому вероятность того, что пыль оседает, мало.
Только углубления для динамиков на фронте могут стать пыльными. По этой причине эта кнопка питания больше не найдена на телефоне. Вместо этого кнопка была сделана долго, чтобы обеспечить датчик большей площадью поверхности. Из-за бокового размещения в большинстве случаев вы будете управлять датчиком отпечатков пальцев большим пальцем. Форма обычно также позволяет поместить большой палец на датчик с очень похожим углом, что положительно влияет на скорость распознавания.
Чувствительные к давлению сканеры выпускает компания BMF.
Термосканеры
Термосканеры (Thermal Scanners) - в таких устройствах используются датчики, которые состоят из пироэлектрических элементов, позволяющих фиксировать разницу температуры и преобразовывать ее в напряжение.При прикладывании пальца к сканеру по температуре прикасающихся к пироэлектрическим элементам выступов папиллярного узора и температуре воздуха, находящегося во впадинах, строится температурная карта поверхности пальца, которая в дальнейшем преобразуется в цифровое изображение.
Температурный метод имеет множество преимуществ:
высокая устойчивость к электростатическому разряду
устойчивая работа в широком температурном диапазоне
эффективная защита от муляжей.
Из десяти последовательных попыток разблокировки он работал восемь раз в тесте. Дисплей также очень яркий, и поэтому его можно хорошо читать на открытом воздухе даже в ярком окружении. Хотя устройство очень теплое, но не перегрелось один раз. В течение 30 минут вы можете заряжать 60-процентную емкость аккумулятора подходящим зарядным устройством. Максимальное разрешение основной камеры составляет 23 мегапикселя, передняя камера снимает фотографии максимум с 5, 1 мегапикселями. Производительность похожа на то, что вы знаете с других телефонов в сопоставимом ценовом диапазоне.
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.
Если свет ухудшается, шум увеличивается, и в то же время сотовый телефон имеет тенденцию искажать цвета или производить колористические фотографии. По сравнению с предшествующими моделями, скачок качества был довольно незначительным. Что поразительно, так это то, что автофокус работает относительно быстро, что довольно заметно в некоторых ситуациях. Самый современный использует ультразвук.
Инновация считывателей отпечатков пальцев, реализованных в смартфонах, несомненно, является элементом, который предполагает высокий уровень защиты данных, хранящихся в памяти нашего телефона. И у, и у, есть отпечатки пальцев в спине, которые облегчают их использование и делают их намного более безопасными, чем средние устройства. Вы когда-нибудь задумывались над тем, как работает эта передовая технология?
Ультразвуковой метод
В данной группе пока существует только один метод, который так и называется. Ультразвуковые сканеры (Ultrasonic Scanners) сканируют поверхность пальца ультразвуковыми волнами. Расстояния между источником волн и гребешковыми выступами и впадинами папиллярного узора измеряются по отраженному от них эху.
Оптический считыватель работает как камера
В настоящее время на рынке существует три типа читателей: от самых простых до самых передовых. Оптический считыватель «делает снимок» на пальце вашего пальца, обнаруживая те части, которые светлее и темнее, и таким образом генерирует образец вашего личного отпечатка. Как и в случае с камерой, оптические считыватели имеют разрешение, и, следовательно, емкость каждого из них будет зависеть от этого.
Емкостные считыватели работают с конденсаторами
В гипотетическом случае система может быть нарушена с фотографией вашего отпечатка пальца. Эта технология использует небольшие конденсаторы, которые хранят энергию вашего отпечатка пальца, то есть те, которые касаются объемной части вашего отпечатка пальца, будут иметь тип заряда, в то время как те, кто его не трогает, будут иметь другой. Таким образом, формируется модель вашего личного бренда.
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.
Современные ультразвуковые считыватели отпечатков пальцев
Это самая используемая технология и, в то же время, она дороже предыдущей, поскольку для нее требуются сотни конденсаторов; чем больше у них будет читатель, тем более надежной будет их работа. Эта технология использует тот же метод, который используют дельфины для обнаружения на морском дне: УЗИ. Эмитент посылает волны, которые отскакивают от вашего отпечатка пальца, принимая его форму и дизайн. Затем отскок захватывается ультразвуковым приемником в считывателе, где он записывается, генерируя образец вашего отпечатка пальца в трех измерениях.
Недостатки:
Высокая стоимость
Ведущим производителем сканеров данного типа является компания Ultra-Scan Corporation.
Казалось бы, еще совсем недавно сканеры отпечатков пальцев были прерогативой исключительно служб безопасности, полицейских участков, иммиграционных служб, аэропортов и прочих мест, где идентификация личности играет ключевую роль. Сегодня же технологию считывания отпечатков пальцев используют повсеместно: ей оборудуют входы в здания, компьютерную технику, а с выходом iPhone 5S – еще и телефоны. Что это – очередной тренд на ставшую доступной технологию или повышенные требования к безопасности даже среди обычных пользователей? Как работают сканеры отпечатков пальцев и насколько они надежны? В ответах на эти и другие вопросы мы постараемся разобраться далее в статье.
Отпечатки пальцев - это очередная загадка природы. По сути, каждый из нас рождается со встроенным уникальным удостоверением личности в форме отпечатков пальцев: ни у кого в мире нет и не было такого узора на кончиках пальцев как у вас. Зачем природа наделила человека отпечатками пальцев с уникальным рисунком – вопрос без однозначного ответа. Считается, что рельефные линии придают пальцам шероховатость, облегчая тем самым обращение с разными предметами. Будь кончики пальцев гладкими – мы бы не смогли нормально удержать предметы – все бы в буквальном смысле валилось из рук. Таким образом, считается, что отпечаток пальца по функции похож на рисунок подошвы: он обеспечивает лучшее сцепление с поверхностями предметов.
Почему отпечатки пальцев уникальны
Сам узор отпечатков пальцев определяется у человека еще до рождения, и на него влияют многие факторы. В первую очередь, на узор влияет генетический код ребенка; и хотя он сам по себе уникален, он не обеспечивает уникальность наших отпечатков. Отпечатки начинают формироваться еще у зародыша, и большое влияние на их узор оказывают такие случайные факторы, как положение плода в матке, питание матери во время беременности, состояние окружающей среды и т.д. Этот процесс настолько хаотичен, что шанса на его точное повторение практически нет (хотя теоретически такая возможность, конечно, существует). Даже идентичные близнецы имеют разные отпечатки пальцев.
Таким образом, отпечатки пальцев являются уникальным идентификатором личности человека. Хоть на первый взгляд узоры отпечатков разных людей выглядят одинаково, опытный специалист без труда найдет в них разницу. А с появлением электронных сканеров отпечатков пальцев процесс идентификации личности стал намного проще и быстрее.
Как работает сканер отпечатков пальцев
У любого сканера отпечатков пальцев, по сути, две функции: получить изображение отпечатка и проверить его узор на совпадение с другими узорами в базе данных. Существует несколько способов сделать изображение отпечатка пальца. До появления сканеров специалисты проводили по кончикам пальцев подозреваемого валиком, вымоченным в чернилах, и перепечатывали след на листке бумаги. Сейчас уже нет необходимости в подобном варварстве – электронные сканеры используют в основном способ оптического считывания отпечатков.
Оптические сканеры работают по тому же принципу, что и цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Снимок производится благодаря ПЗС-матрице (прибор с зарядовой связью) – микросхеме, состоящей из светочувствительных фотодиодов. При попадании на них света, фотодиоды создают электрический заряд, запечатлевая отдельный пиксель на будущем снимке. В зависимости от количества света, попадающего на фотодиод, изменяется интенсивность цвета пикселя. Совокупность пикселей разной интенсивности и образует снимок отпечатка пальца на сканере. Сканеры оборудованы автономным источником освещения – матрицей светодиодов – чтобы подсвечивать узор отпечатка пальца.
Перед тем как начать сверять отпечаток пальца или сохранить его в базе данных, сканер проверяет качество изображения. Проверяется яркость снимка и его четкость. Если снимок слишком яркий или слишком темный, настраивается длительность выдержки сканера и процесс повторяется вновь.
После того как отпечаток получен, он анализируется с помощью специального программного обеспечения. Программы для сравнения отпечатков пальцев используют сложные алгоритмы, чтобы вычислить особенности папиллярных узоров. В целом, выделяют восемь общих типов узоров отпечатков пальцев. Определив тип узора, сканер обращает внимание на так называемые минуции – окончания линий узоров (разрывы, раздвоения и т.д.). Именно эти микроузоры являются уникальными, и поэтому представляют особый интерес. Чтобы определить идентичность отпечатков пальцев, сканер определяет положение минуций относительно друг друга на каждом снимке: отпечаток разделяется линиями на небольшие блоки, каждый из которых содержит определенное число минуций. Затем идентичные блоки на разных снимках сопоставляются, и если узоры в них идентичны, то отпечатки пальцев принадлежат одному человеку. Сканеры не анализируют каждую линию узора отпечатка пальца: достаточно найти одинаковые закономерности в небольшом количестве блоков, чтобы установить сходство.
Насколько безопасно использовать отпечатки пальцев в качестве способа идентификации человека
Идентификация человека по отпечаткам пальцев имеет ряд очевидных преимуществ по сравнению с другими способами идентификации, например, паролями или картами доступа. Во-первых, отпечатки пальцев сложнее подделать, чем магнитную карту. Во-вторых, узор отпечатков пальцев уже не получится так легко подобрать, как подбирают пароль к социальным сетям . В-третьих, отпечатки пальцев не получится сломать, потерять или забыть дома.
Однако у идентификации по отпечаткам пальцев есть и свои значительные недостатки. К сожалению, сканеры отпечатков пальцев можно обмануть, т.к. далеко не все их модели могут отличить, принадлежит ли отпечаток пальца человеку или нет. Не переживайте, чтобы обмануть сканер, не обязательно лишать его хозяина большого пальца; достаточно создать слепок фаланги пальца и приложить его к экрану прибора. Впрочем, пожалуй, самым большим недостатком идентификации по отпечаткам пальцев являются последствия утечки данных. Если вы забудете пароль, его легко можно будет сменить. Но если доступ к базе данных с отпечаткам пальцев получит злоумышленник, изменить отпечатки пальцев не выйдет, и можно будет забыть о сохранности данных на какое-то время. Существует весьма реальная проблема, в случае (не дай Бог) повреждения или, даже, потери фаланги пальца, используемого для идентификации!
На сегодняшний день купить устройство со встроенным сканером отпечатков пальцев или сам сканер довольно просто: iPhone 5s оборудован таким устройством. К тому же, на компьютерном рынке уже давно появились ноутбуки, клавиатуры, мыши и флешки, которые не работают, пока владелец не авторизуется с помощью отпечатка пальца. Есть ли смысл в подобных нововведениях в повседневной жизни тяжело утверждать. Это скорее маркетинговый ход и желание выделить свой продукт из ряда подобных, нежели повышение требований к защите информации среди пользователей. Несмотря на то, что сканер отпечатков пальцев на iPhone 5s взломали буквально через несколько дней после старта продаж новой модели телефона, хакерам пришлось использовать дорогостоящие технологии, недоступные обычным злоумышленникам. Как бы то ни было, отпечатки пальцев являются на сегодняшний день одним из самых совершенных способов идентификации человека. А в комбинации с паролем или магнитной картой представляют собой гарантию безопасности.
