Τα τελευταία χρόνια, έχουμε περάσει από το να βλέπουμε τους αναγνώστες δακτυλικών αποτυπωμάτων σαν κάτι βγαλμένο από κατασκοπευτική ταινία στο να τους κουβαλάμε στις τσέπες μας όλη μέρα. Ξεκλειδώνουμε τα τηλέφωνά μας, εγκρίνουμε πληρωμές, ανοίγουμε την πόρτα του γραφείου ή έχουμε πρόσβαση στην τράπεζα με ένα απλό άγγιγμα του δακτύλου μας, σχεδόν χωρίς να συνειδητοποιούμε την τεχνολογία πίσω από αυτές.
⚠️ Το ψηφιακό σας δακτυλικό αποτύπωμα (διεύθυνση IP) είναι εκτεθειμένο!
Η διεύθυνση IP σας είναι: ανίχνευση…
Κάντε streaming/λήψη ανώνυμα με το Private Internet Access.
🌐 Μόνο 1,99€ / μήνα + 2 μήνες δώροΟι πληροφορίες που περιέχονται στο techvortex.eu προορίζονται μόνο για γενικούς σκοπους πληροφόρησης.
Στον τομέα της καθημερινής βιομετρίας, υπάρχει μια συναρπαστική συζήτηση: οι υπερηχητικοί έναντι των οπτικών αισθητήρων δακτυλικών αποτυπωμάτων . Και οι δύο εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό, αλλά λειτουργούν πολύ διαφορετικά, προσφέροντας πολύ διαφορετικά επίπεδα ασφάλειας, ταχύτητας και αξιοπιστίας. Αν έχετε αναρωτηθεί ποτέ ποιο είναι καλύτερο για το κινητό σας τηλέφωνο, την επιχείρησή σας ή τα συστήματα ελέγχου πρόσβασης, αυτό το άρθρο θα το εξετάσει λεπτομερώς.
Τι είναι ένας αναγνώστης δακτυλικών αποτυπωμάτων και γιατί υπάρχουν διαφορετικοί τύποι;
Ένας αναγνώστης δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι ουσιαστικά ένας βιομετρικός αισθητήρας που καταγράφει το μοναδικό μοτίβο των ραβδώσεων και των κοιλάδων στο δάχτυλό σας, το μετατρέπει σε ψηφιακά δεδομένα και το συγκρίνει με ένα αποθηκευμένο πρότυπο για να επαληθεύσει την ταυτότητά σας. Είναι σημαντικό ότι το σύστημα δεν αποθηκεύει μια φωτογραφία του δακτυλικού σας αποτυπώματος, αλλά ένα μαθηματικό πρότυπο που προκύπτει από αυτό.
Σήμερα, συνυπάρχουν διάφοροι τύποι αισθητήρων δακτυλικών αποτυπωμάτων: οπτικοί, χωρητικοί, υπερηχητικοί και θερμικοί . Όλοι περνούν από τις ίδιες φάσεις – λήψη, επεξεργασία, δημιουργία προτύπου και σύγκριση – αλλά διαφέρουν στο “κόλπο” που χρησιμοποιούν για να διαβάσουν το δακτυλικό αποτύπωμα (φως, ηλεκτρισμός, ήχος ή θερμοκρασία) και αυτό αλλάζει εντελώς την τιμή, την ασφάλεια, την ταχύτητα και την ανοχή τους στη βρωμιά ή την υγρασία .
Σε επίπεδο κινητών συσκευών, οι πιο συνηθισμένοι είναι οι οπτικοί αισθητήρες κάτω από την οθόνη και οι υπερηχητικοί αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι σε πάνελ OLED , ενώ οι χωρητικοί αισθητήρες εξακολουθούν να υπάρχουν σε φυσικά κουμπιά, φορητούς υπολογιστές και συστήματα ελέγχου πρόσβασης, ενώ οι θερμικοί αισθητήρες υπάρχουν σε πολύ συγκεκριμένες θέσεις όπου επιδιώκεται ιδιαίτερα υψηλή ασφάλεια.
Πώς λειτουργεί ένας οπτικός αισθητήρας δακτυλικών αποτυπωμάτων
Ο οπτικός σαρωτής δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι ο βετεράνος της οικογένειας. Η ιδέα του είναι απλή: φωτίζει το δάχτυλο και «τραβάει μια φωτογραφία» του δακτυλικού αποτυπώματος με μια ειδική κάμερα, στη συνέχεια επεξεργάζεται αυτήν την εικόνα για να εξαγάγει τα χαρακτηριστικά.
Στην πράξη, ένας τυπικός οπτικός αισθητήρας αποτελείται από ένα προστατευτικό στρώμα γυαλιού που προστατεύει το συγκρότημα από τη σκόνη και το νερό, μια πηγή φωτός (συνήθως LED), ένα πρίσμα που κατευθύνει και αντανακλά το φως στο αποτύπωμα, έναν φακό που εστιάζει την αντανάκλαση σε έναν αισθητήρα εικόνας CCD ή CMOS και μια μικρή ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (MCU ή DSP) που είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή και την ανάλυση των δεδομένων.
Όταν τοποθετείτε το δάχτυλό σας στην γυάλινη επιφάνεια, το φως φωτίζει τις ράχες και τις κοιλάδες του δακτυλικού σας αποτυπώματος. Ο φακός εστιάζει το ανακλώμενο φως στον αισθητήρα εικόνας, ο οποίος το μετατρέπει σε ηλεκτρικό σήμα. Ένας αναλογικός σε ψηφιακό μετατροπέας στη συνέχεια μετατρέπει αυτό το σήμα σε ψηφιακή εικόνα του δακτυλικού σας αποτυπώματος . Από εκεί, τίθενται σε λειτουργία οι αλγόριθμοι: η εικόνα βελτιώνεται, δυαδοποιείται, εξάγονται οι λεπτομέρειες (διακλαδώσεις, άκρες ράχης κ.λπ.) και δημιουργείται το βιομετρικό πρότυπο που θα χρησιμοποιηθεί για την επαλήθευση της ταυτότητάς σας στο μέλλον.
Ολόκληρη η διαδικασία σάρωσης μπορεί να συνοψιστεί σε λίγα βήματα: τοποθετείτε το δάχτυλό σας στο γυαλί, φωτίζεται, η φωτογραφία καταγράφεται, ψηφιοποιείται, οι λεπτομέρειες υποβάλλονται σε επεξεργασία και το πρότυπο αποθηκεύεται ή συγκρίνεται . Τα περισσότερα από αυτά τα συστήματα είναι ικανά να ολοκληρώσουν όλα αυτά σε περίπου 1 δευτερόλεπτο για λήψη και μεταξύ 1 και 2 δευτερολέπτων για σύγκριση, ανάλογα με τον αλγόριθμο και το υλικό.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του οπτικού αισθητήρα
Οι οπτικοί σαρωτές χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες από την αστυνομία, τον έλεγχο των συνόρων, τα συστήματα ταυτοτήτων, την χρονομέτρηση και τον έλεγχο πρόσβασης , και έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως σε κινητά τηλέφωνα μεσαίας κατηγορίας και σε εξωτερικούς αναγνώστες υπολογιστών. Αυτό δεν είναι τυχαίο: πρόκειται για καθιερωμένες συσκευές.
Μεταξύ των πλεονεκτημάτων τους είναι η υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία τους υπό καλές συνθήκες , η ευρεία διαθεσιμότητά τους, η ώριμη τεχνολογία τους και, πάνω απ’ όλα, η προσιτή τιμή κατασκευής και εγκατάστασης. Είναι επίσης σχετικά εύκολα στη συντήρηση και προσφέρουν υπεραποδεκτούς χρόνους απόκρισης για τις περισσότερες καθημερινές χρήσεις.
Το μειονέκτημα είναι η ασφάλεια: επειδή λειτουργούν με μια δισδιάστατη εικόνα του δακτυλικού αποτυπώματος , είναι πιο εύκολο να ξεγελαστούν με φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης, καλούπια ή υλικά όπως το λάτεξ. Επιπλέον, εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον: τα λιπαρά, βρεγμένα ή πολύ βρώμικα δάχτυλα υποβαθμίζουν την ποιότητα της εικόνας, όπως και ο κακός φωτισμός στην περίπτωση ορισμένων προσομοιώσεων. Επομένως, απαιτούν τακτικό καθαρισμό και κάποια φροντίδα για να λειτουργούν βέλτιστα.
Στις κινητές συσκευές, οι οπτικοί αισθητήρες στην οθόνη βασίζονται στο φως από την οθόνη AMOLED για να φωτίσουν τον αισθητήρα δακτυλικών αποτυπωμάτων και σε ένα τσιπ εικόνας (CIS) κάτω από την οθόνη. Εάν η φωτεινότητα της οθόνης είναι χαμηλή ή υπάρχουν γραφικές παρεμβολές στην περιοχή των δακτυλικών αποτυπωμάτων , η ποιότητα σάρωσης μπορεί να επηρεαστεί. Επιπλέον, το ξεκλείδωμα με την οθόνη εντελώς απενεργοποιημένη συχνά απαιτεί πρώτα την “αφύπνιση” της οθόνης, κάτι που προσθέτει ένα μικρό επιπλέον βήμα.
Πώς λειτουργεί ένας υπερηχητικός αισθητήρας δακτυλικών αποτυπωμάτων
Ο υπερηχητικός αισθητήρας δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι η πιο σύγχρονη και «premium» επιλογή, ειδικά σε smartphone υψηλής τεχνολογίας με οθόνες OLED. Αντί για φως, χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας (υπέρηχους) για να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη του δακτυλικού αποτυπώματος.
Ο πυρήνας του αποτελείται από μια σειρά από μετατροπείς εκπομπής και λήψης υπερήχων , τοποθετημένους σε κεραμικά υποστρώματα για σταθερότητα και ελεγχόμενους από έναν ειδικό μικροεπεξεργαστή. Όταν τοποθετείτε το δάχτυλό σας στην οθόνη, ο μετατροπέας εκπομπής απελευθερώνει μια ριπή υπερήχων που διαπερνά το γυαλί και το εξωτερικό στρώμα του δέρματος.
Όταν αυτά τα κύματα χτυπούν τις κορυφογραμμές και τους πόρους του δέρματός σας, αντανακλώνται με ελαφρώς διαφορετικούς τρόπους. Ο μορφοτροπέας λήψης λειτουργεί σαν ένα εξειδικευμένο μικρόφωνο, συλλέγοντας αυτές τις ηχώ και μετατρέποντάς τες σε ηλεκτρικά σήματα. Με βάση τον χρόνο που χρειάζεται για να επιστρέψει κάθε ηχώ και την έντασή της, ο μικροεπεξεργαστής ανακατασκευάζει μια εξαιρετικά λεπτομερή τρισδιάστατη εικόνα του δακτυλικού αποτυπώματος (αρχή παλμικής ηχούς, όπως ακριβώς το σόναρ ή το ραντάρ).
Η πλήρης ροή εργασίας έχει περίπου ως εξής: ο μορφοτροπέας στέλνει υπερηχητικούς παλμούς. Η ενέργεια ανακλάται από τις ράχες και τους πόρους . Ο δέκτης συλλέγει τις ηχώ και τις μεταφράζει σε ηλεκτρικά σήματα. Ο επεξεργαστής δημιουργεί τον τρισδιάστατο χάρτη, δημιουργεί το ψηφιακό πρότυπο και τον αποθηκεύει σε μια ασφαλή περιοχή της συσκευής για μελλοντικές συγκρίσεις. Όλη αυτή η διαδικασία διαρκεί συνήθως 1 έως 2 δευτερόλεπτα, αν και τα νεότερα μοντέλα είναι αισθητά ταχύτερα.
Στον πραγματικό κόσμο, αυτό μεταφράζεται σε αισθητήρες όπως αυτοί που είναι ενσωματωμένοι στη σειρά Samsung Galaxy S10 και νεότερες εκδόσεις, ή σε πρόσφατα μοντέλα με τον Snapdragon και το Sense ID της Qualcomm , οι οποίοι σας επιτρέπουν να ξεκλειδώνετε το τηλέφωνο απλώς τοποθετώντας το δάχτυλό σας σε μια επισημασμένη περιοχή της οθόνης, χωρίς να χρειάζεστε ειδικά κουμπιά.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του υπερηχητικού αισθητήρα
Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι ότι ο αισθητήρας καταγράφει τον όγκο, όχι απλώς μια επίπεδη σιλουέτα . Δουλεύοντας με τρισδιάστατες πληροφορίες και εσωτερικές λεπτομέρειες του δέρματος, γίνεται πολύ πιο δύσκολο να ξεγελαστεί κανείς με φωτογραφίες ή καλούπια. Μπορεί επίσης να διακρίνει μεταξύ ενός ζωντανού δακτύλου και ενός άψυχου αντικειμένου, καθιστώντας τον ιδανικό για την εφαρμογή ανίχνευσης “απόδειξης ζωής”.
Ένα άλλο σαφές πλεονέκτημα είναι ότι λειτουργεί καλά ακόμη και με βρεγμένα, λερωμένα ή ελαφρώς λιπαρά δάχτυλα . Τα υπερηχητικά κύματα έχουν εξαιρετική διείσδυση και είναι λιγότερο ευαίσθητα στη βρωμιά ή τον ιδρώτα στην επιφάνεια, επομένως ο αισθητήρας διατηρεί υψηλά ποσοστά ακρίβειας σε σημεία όπου ένας οπτικός αισθητήρας θα άρχιζε να παρουσιάζει βλάβη ή θα σας ζητούσε να καθαρίσετε τη συσκευή ανάγνωσης.
Είναι επίσης ένα πολύ ανθεκτικό σύστημα έναντι μηχανικής φθοράς : επειδή είναι ενσωματωμένο κάτω από το γυαλί της οθόνης και δεν βασίζεται σε ένα τόσο εκτεθειμένο οπτικό παράθυρο, υποφέρει λιγότερο από επιφανειακές γρατσουνιές. Ωστόσο, στα κινητά τηλέφωνα, έχει παρατηρηθεί ότι εάν η περιοχή της οθόνης έχει βαθιές ρωγμές, η διάδοση των κυμάτων μπορεί να διαταραχθεί και η αναγνώριση να καθίσταται αναξιόπιστη.
Από την άλλη πλευρά, αυτά τα συστήματα είναι σημαντικά πιο ακριβά από τους οπτικούς ή χωρητικούς αισθητήρες , τόσο από άποψη υλικού όσο και από άποψη ανάπτυξης συγκεκριμένων αλγορίθμων. Καταναλώνουν επίσης περισσότερη ενέργεια, ειδικά αν παραμένουν συνεχώς ενεργά για να ανιχνεύσουν το δάχτυλό σας χωρίς να χρειάζεται να κάνετε τίποτα. Γι’ αυτό οι κατασκευαστές συνήθως ρυθμίζουν με ακρίβεια πότε και πώς «ξυπνάει» ο αισθητήρας για να αποφύγουν την υπερβολική κατανάλωση ενέργειας.
Ένα άλλο ζήτημα, που σχετίζεται περισσότερο με την εμπειρία χρήστη, είναι ότι σε ορισμένα μοντέλα κινητών τηλεφώνων, οι χρήστες αναφέρουν περισσότερες αποτυχημένες προσπάθειες με τον υπερηχητικό αισθητήρα παρά με τον οπτικό , ανάλογα με τον τρόπο που έχουν βαθμονομήσει την ευαισθησία, την περιοχή ανίχνευσης και την ενσωμάτωση με τη διεπαφή. Κάποιοι πιστεύουν ότι, στην καθημερινή χρήση, ορισμένοι καλά ρυθμισμένοι οπτικοί αναγνώστες είναι ακόμα πιο αξιόπιστοι με την πρώτη προσπάθεια, παρόλο που η θεωρία υποδηλώνει ότι ο υπερηχητικός αισθητήρας είναι ανώτερος.
Σύγκριση: Υπερηχητικός έναντι οπτικού αισθητήρα δακτυλικών αποτυπωμάτων
Κατά τη σύγκριση υπερηχητικών και οπτικών αισθητήρων, αρκετές βασικές πτυχές κάνουν τη διαφορά: η ταχύτητα, η ακρίβεια, η αξιοπιστία σε πραγματικές συνθήκες, η ασφάλεια από επιθέσεις και το κόστος . Ας τις εξετάσουμε μία προς μία για να γίνει σαφές.
Ταχύτητα σάρωσης και επεξεργασίας
Όσον αφορά τη λήψη, ένας οπτικός αισθητήρας συνήθως ολοκληρώνει την ανάγνωση σε περίπου 1 δευτερόλεπτο από τη στιγμή που το δάχτυλο αγγίζει το γυαλί, επειδή απλώς «φωτογραφίζει» το φωτισμένο δακτυλικό αποτύπωμα. Εάν ο αλγόριθμος είναι αποτελεσματικός, η εξαγωγή χαρακτηριστικών και η σύγκριση με το καταχωρημένο πρότυπο ολοκληρώνονται σε 1-2 δευτερόλεπτα το πολύ.
Στα υπερηχητικά συστήματα, το συνολικό χρονικό πλαίσιο είναι παρόμοιο, αν και η εσωτερική διαδικασία είναι πιο περίπλοκη. Αρχικά, δημιουργείται ένας τρισδιάστατος χάρτης από τις ηχώ των υπερήχων και στη συνέχεια εξάγονται τόσο δισδιάστατα όσο και ογκομετρικά χαρακτηριστικά. Αυτό συνεπάγεται ελαφρώς περισσότερη επεξεργαστική ισχύ, αλλά με τα σύγχρονα τσιπ και τους βελτιστοποιημένους αλγόριθμους, ο χρόνος σάρωσης έως την επαλήθευση είναι συνήθως μεταξύ 1 και 2 δευτερολέπτων.
Στην πράξη, η αντίληψη του χρήστη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την συγκεκριμένη εφαρμογή. Σε ορισμένα τηλέφωνα, ο υπερηχητικός αναγνώστης δίνει την αίσθηση απίστευτα γρήγορης ταχύτητας όταν είναι επιτυχής με την πρώτη προσπάθεια , αλλά αν η χειρονομία πρέπει να επαναληφθεί αρκετές φορές λόγω ενός μόνο σφάλματος, η συνολική αίσθηση είναι μεγαλύτερης βραδύτητας σε σύγκριση με έναν οπτικό αναγνώστη, ο οποίος σχεδόν ποτέ δεν αποτυγχάνει με ένα καθαρό, στεγνό δάχτυλο.
Ακρίβεια και αξιοπιστία υπό διαφορετικές συνθήκες
Όσον αφορά την καθαρή ακρίβεια, οι οπτικοί αισθητήρες μπορούν να είναι πολύ καλοί εφόσον πληρούνται οι ιδανικές συνθήκες για αυτούς: ένα σωστά τοποθετημένο δάχτυλο, ελάχιστη βρωμιά, σωστός φωτισμός και ένας καθαρός αισθητήρας . Όταν αυτές οι μεταβλητές καθίστανται ανεξέλεγκτες — ένα πολύ στεγνό δάχτυλο, ένα βρεγμένο δάχτυλο, ένα δάχτυλο καλυμμένο με λοσιόν ή ένα δάχτυλο με σκόνη — η ποιότητα της εικόνας μειώνεται και το ποσοστό σφάλματος αυξάνεται.
Η υπερηχητική αποτύπωση δακτυλικών αποτυπωμάτων, που βασίζεται σε υπερήχους και όγκο, είναι λιγότερο ευάλωτη σε εξωτερικές διακυμάνσεις . Μπορεί να καταγράψει δακτυλικά αποτυπώματα με υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας ακόμη και μέσα από ορισμένα υλικά ή λεπτά στρώματα βρωμιάς, και χειρίζεται καλύτερα τα βρεγμένα ή λιπαρά δάχτυλα. Αυτό την καθιστά μια πολύ ελκυστική επιλογή για εντατική χρήση ή λιγότερο ελεγχόμενα περιβάλλοντα.
Όσον αφορά τη συνολική αξιοπιστία, θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι οπτικοί αισθητήρες είναι αξιόπιστοι «αν όλα είναι στη θέση τους », ενώ οι υπερηχητικοί αισθητήρες διατηρούν σταθερή απόδοση σε ένα πολύ ευρύτερο φάσμα καταστάσεων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κερδίζουν σταδιακά έδαφος στις προηγμένες εφαρμογές ασφάλειας.
Ασφάλεια: αντοχή σε απάτη και ανίχνευση ζωντανού δακτύλου
Ένα από τα μειονεκτήματα των οπτικών αισθητήρων είναι ότι λειτουργούν με επίπεδες εικόνες . Αυτό τους καθιστά πιο ευάλωτους σε προσπάθειες πλαστογράφησης με βάση φωτογραφίες, εκτυπώσεις υψηλής ανάλυσης ή αντικείμενα με τη σωστή υφή. Υπάρχουν οπτικές λύσεις με μηχανισμούς ανίχνευσης ζωντάνιας (ανάλυση ανάκλασης, μικρομεταβολές κ.λπ.), αλλά δεν είναι καθολικά εφαρμόσιμες.
Αντίθετα, ο υπερηχητικός αισθητήρας δημιουργεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο με πολύ περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη δομή του δέρματος , συμπεριλαμβανομένων των πόρων και των υποδόριων λεπτομερειών. Η αναπαραγωγή όλων αυτών σε ένα ψεύτικο καλούπι είναι πολύ πιο περίπλοκη. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τεχνικές ανίχνευσης ζωντανών αντικειμένων, εντοπίζοντας σαφείς διαφορές μεταξύ ενός πραγματικού δακτύλου και ενός άψυχου αντικειμένου.
Επομένως, όταν η ασφάλεια αποτελεί απόλυτη προτεραιότητα, η τεχνολογία υπερήχων έχει ένα πλεονέκτημα έναντι της οπτικής τεχνολογίας . Δεν είναι άτρωτη, αλλά ανεβάζει σημαντικά τον πήχη για οποιαδήποτε επίθεση πλαστογράφησης. Στην πραγματικότητα, επιθέσεις όπως το BrutePrint καταδεικνύουν γιατί η βιομετρική ασφάλεια συνεχίζει να εξελίσσεται ραγδαία.
Κόστος, κατανάλωση και περιορισμοί ενσωμάτωσης
Σε επίπεδο υλικού, οι οπτικοί αισθητήρες αποτελούν την πιο οικονομική και τυποποιημένη επιλογή . Η τεχνολογία είναι καθιερωμένη, τα εξαρτήματα (LED, φακοί, αισθητήρες CCD/CMOS) είναι φθηνά και το οικοσύστημα των προμηθευτών είναι εκτεταμένο. Αυτό εξηγεί γιατί παραμένουν η πρώτη επιλογή σε συστήματα ελέγχου πρόσβασης, τερματικά ωρομέτρησης και παρουσίας, καθώς και λύσεις όπου το κόστος είναι κρίσιμο.
Οι υπερηχητικοί αισθητήρες, που ενσωματώνουν εξειδικευμένους μετατροπείς, κεραμικά υποστρώματα και πιο σύνθετα ηλεκτρονικά , είναι σημαντικά πιο ακριβοί και απαιτούν πιο προσεκτικό σχεδιασμό, ειδικά εάν είναι ενσωματωμένοι κάτω από οθόνη. Επιπλέον, η κατανάλωση ενέργειας που καταναλώνουν μπορεί να είναι σημαντικά υψηλότερη εάν διατηρούνται σε λειτουργία συνεχούς ακρόασης.
Υπάρχουν επίσης φυσικοί περιορισμοί: το υπερηχητικό σήμα έχει περιορισμένη διείσδυση σε ορισμένα πάχη υλικού . Αυτό σημαίνει ότι, προς το παρόν, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά σε οθόνες OLED, όπου το πάνελ είναι λεπτότερο και δεν απαιτεί οπίσθιο φωτισμό όπως μια LCD. Στις συμβατικές οθόνες LCD, η μονάδα είναι παχύτερη και το κύμα δυσκολεύεται περισσότερο να διεισδύσει σε όλα τα στρώματα.
Ωστόσο, καθώς το κόστος παραγωγής μειώνεται, αναμένεται ότι οι υπερηχητικοί αισθητήρες θα κερδίσουν έδαφος σε περισσότερες συσκευές , ειδικά εκεί όπου η ασφάλεια και η ευκολία κάτω από την οθόνη έχουν προτεραιότητα έναντι της τιμής.
Άλλοι τύποι αισθητήρων δακτυλικών αποτυπωμάτων: χωρητικοί και θερμικοί
Παρόλο που η μάχη των μέσων ενημέρωσης είναι μεταξύ οπτικών και υπερηχητικών αισθητήρων, οι χωρητικοί και θερμικοί αισθητήρες παραμένουν πολύ σημαντικοί στην αγορά , ο καθένας με τη δική του εξειδικευμένη αγορά και τεχνικά χαρακτηριστικά.
Χωρητικοί αισθητήρες: το κλασικό των φυσικών κουμπιών
Οι χωρητικοί αισθητήρες έγιναν πολύ δημοφιλείς στα πρώτα smartphones με αναγνώστες δακτυλικών αποτυπωμάτων ενσωματωμένους στο κουμπί Home ή στο πίσω μέρος της συσκευής. Αντί για φως ή ήχο, χρησιμοποιούν αλλαγές στην ηλεκτρική χωρητικότητα για να ανακατασκευάσουν το δακτυλικό αποτύπωμα.
Αποτελούνται από ένα πλέγμα μικρών αγώγιμων κυψελών (pixel) συνήθως κατασκευασμένων από πυρίτιο ή άλλους ημιαγωγούς, ένα κύκλωμα ανάγνωσης που μετρά την χωρητικότητα κάθε κυψέλης και έναν ελεγκτή που επεξεργάζεται το σήμα, ενισχύει την «εικόνα» και εξάγει τα κύρια χαρακτηριστικά. Ένα μονωτικό στρώμα και η επιφάνεια επαφής τοποθετούνται στην κορυφή αυτού του πίνακα.
Όταν τοποθετείτε το δάχτυλό σας στον αισθητήρα, οι κορυφογραμμές του δακτυλικού σας αποτυπώματος βρίσκονται πιο κοντά σε ορισμένα κελιά, ενώ οι κοιλάδες βρίσκονται πιο μακριά. Αυτό μεταβάλλει το τοπικό ηλεκτρικό πεδίο, προκαλώντας μικρές αλλαγές τάσης που καταγράφει το κύκλωμα ανάγνωσης . Ένας αναλογικός-ψηφιακός μετατροπέας μεταφράζει αυτές τις διακυμάνσεις σε δυαδικά δεδομένα και από εκεί, λαμβάνεται η ψηφιακή αναπαράσταση του δακτυλικού αποτυπώματος.
Στη συνέχεια, ο ελεγκτής χειρίζεται την εφαρμογή αλγορίθμων βελτίωσης, την εξαγωγή χαρακτηριστικών, τη δημιουργία προτύπων και τη μελλοντική σύγκριση. Όλη αυτή η διαδικασία είναι πολύ γρήγορη και ενεργειακά αποδοτική , γεγονός που εξηγεί γιατί οι χωρητικοί αισθητήρες παραμένουν μια φανταστική επιλογή για κινητές συσκευές, βιομετρικές κάρτες πληρωμής, τερματικά mPOS και συστήματα ασφαλείας υπολογιστών.
Τα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν υψηλή ακρίβεια, καλή ταχύτητα, πολύ συμπαγές μέγεθος και ευκολία ενσωμάτωσης . Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι μπορεί να επηρεαστεί από πολύ ξηρά δάχτυλα ή από εκείνα με σημαντικές ουλές, οι οποίες μεταβάλλουν την αναμενόμενη χωρητικότητα, και είναι ευαίσθητο στην ηλεκτροστατική εκκένωση (ESD) . Επιπλέον, το κόστος κατασκευής του είναι υψηλότερο από αυτό ενός απλού οπτικού αισθητήρα.
Θερμικοί αισθητήρες: δακτυλικά αποτυπώματα με βάση τη θερμοκρασία
Ο τέταρτος σημαντικός τύπος, λιγότερο γνωστός εκτός του επαγγελματικού τομέα, είναι ο θερμικός αισθητήρας δακτυλικών αποτυπωμάτων. Αυτό το σύστημα λειτουργεί με βάση τις διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ του αέρα και του δέρματος , χρησιμοποιώντας πυροηλεκτρικά υλικά ενσωματωμένα σε μια μήτρα πυριτίου.
Στο εσωτερικό, βρίσκουμε μια σειρά από πυροηλεκτρικά στοιχεία και τρανζίστορ που, όταν θερμαίνονται ή ψύχονται, παράγουν ένα ηλεκτρικό φορτίο ανάλογο με τη θερμική μεταβολή . Όταν τοποθετείτε το δάχτυλό σας στον αισθητήρα, οι κορυφογραμμές και οι κοιλάδες του δακτυλικού σας αποτυπώματος τροποποιούν τη ροή θερμότητας διαφορετικά και αυτή η «θερμική υπογραφή» μεταφράζεται σε ένα μοναδικό ψηφιακό πρότυπο.
Ένας ενσωματωμένος μικροεπεξεργαστής διαβάζει τα δεδομένα από τα τρανζίστορ, τα επεξεργάζεται και τα αποθηκεύει ως πρότυπο δακτυλικού αποτυπώματος . Υπάρχουν παθητικές εκδόσεις, οι οποίες βασίζονται στη φυσική θερμοκρασία του δακτύλου σε σύγκριση με τον αέρα, και ενεργές εκδόσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν ένα εσωτερικό θερμαντικό στοιχείο για την επιβολή θερμικής αντίθεσης και τη βελτίωση της ανάγνωσης.
Οι θερμικοί αισθητήρες προσφέρουν πολύ υψηλό επίπεδο ακρίβειας και ασφάλειας και λειτουργούν καλά τόσο σε υγρές όσο και σε ξηρές συνθήκες. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να αναπαραχθεί πιστά μια θερμική υπογραφή με ένα τεχνητό αντικείμενο, γεγονός που τους καθιστά πολύ ελκυστικούς για τομείς όπως οι χρηματοοικονομικές υπηρεσίες, ο έλεγχος πρόσβασης υψηλής ασφάλειας, η είσοδος σε οχήματα και η επαλήθευση ταυτότητας σε εταιρικούς φορητούς υπολογιστές.
Η αχίλλειος πτέρνα τους είναι η ευαισθησία τους στις ξαφνικές αλλαγές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος . Μπορεί να χρειαστούν περισσότερο χρόνο από άλλους τύπους για να ολοκληρώσουν μια σάρωση και τείνουν να είναι πιο ακριβά και απαιτούν περισσότερη συντήρηση. Για αυτόν τον λόγο, η χρήση τους είναι πιο εξειδικευμένη και δεν τα βλέπουμε τόσο συχνά σε γενικές ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης.
Πρότυπα, πιστοποιήσεις και περιβάλλοντα χρήσης
Ανεξάρτητα από την τεχνολογία που χρησιμοποιείται —οπτική, χωρητική, υπερηχητική ή θερμική— τα συστήματα δακτυλικών αποτυπωμάτων που χρησιμοποιούνται σε σοβαρά περιβάλλοντα συνήθως τηρούν διεθνή πρότυπα που υπαγορεύουν τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να καταγράφονται, να ανταλλάσσονται και να προστατεύονται τα βιομετρικά δεδομένα .
Μεταξύ των πιο σχετικών προτύπων είναι το ISO/IEC 19794-2, το οποίο ορίζει τις μορφές ανταλλαγής δεδομένων για εικόνες και πρότυπα δακτυλικών αποτυπωμάτων, το ISO/IEC 30107-1, το οποίο θεσπίζει ένα πλαίσιο για την αξιολόγηση της αντοχής σε επιθέσεις πλαστογράφησης, τα πρότυπα της συμμαχίας FIDO , τα οποία προωθούν ισχυρή πιστοποίηση χωρίς κωδικό πρόσβασης για διαδικτυακές υπηρεσίες, και διάφορα πρότυπα NIST και ISO που αποσκοπούν στη μέτρηση της απόδοσης των βιομετρικών συσκευών.
Χάρη σε αυτά τα πλαίσια, οι κατασκευαστές και οι προμηθευτές μπορούν να διασφαλίσουν ότι οι σαρωτές τους πληρούν τα ελάχιστα επίπεδα ποιότητας, διαλειτουργικότητας και αντοχής στην απάτη . Και οι εταιρείες που ενσωματώνουν αυτά τα συστήματα έχουν σαφή σημεία αναφοράς όταν απαιτούν απαιτήσεις απόδοσης και αξιολογούν ποιος τύπος αισθητήρα ταιριάζει καλύτερα σε κάθε εφαρμογή.
Στην πράξη, οι οπτικοί αισθητήρες εξακολουθούν να κυριαρχούν στον έλεγχο πρόσβασης, την παρακολούθηση χρόνου και παρουσίας, τον έλεγχο των συνόρων και την επίσημη τεκμηρίωση , όπου το κόστος και η ωριμότητα είναι σημαντικοί παράγοντες. Οι χωρητικοί αισθητήρες είναι διαδεδομένοι σε smartphone μεσαίας κατηγορίας, φορητούς υπολογιστές με βιομετρικά κουμπιά λειτουργίας και σε μια πληθώρα καταναλωτικών συσκευών. Οι υπερηχητικοί αισθητήρες κερδίζουν έδαφος σε κινητά τηλέφωνα υψηλής τεχνολογίας και λύσεις που απαιτούν υψηλή ασφάλεια και ευκολία κάτω από την οθόνη. Εν τω μεταξύ, οι θερμικοί αισθητήρες αποτελούν την προτιμώμενη επιλογή για συστήματα όπου η βιομετρική ασφάλεια πρέπει να είναι σχεδόν αδιαπέραστη , παρά το υψηλότερο κόστος.
Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται και οι τιμές μειώνονται, πιθανότατα θα δούμε περισσότερους υπερηχητικούς αισθητήρες ενσωματωμένους σε οθόνες, περισσότερες μικροσκοπικές χωρητικές λύσεις για κάρτες και φορητές συσκευές, καθώς και συνεχείς βελτιώσεις στους αλγόριθμους ανίχνευσης ζωής και στην προστασία από επιθέσεις.
Όταν επιλέγετε μεταξύ ενός υπερηχητικού ή οπτικού αισθητήρα δακτυλικών αποτυπωμάτων (ή όταν εξετάζετε χωρητικές και θερμικές επιλογές), οι πιο σημαντικοί παράγοντες είναι η ασφάλεια, η ταχύτητα, η αντοχή στη βρωμιά, το κόστος και ο τύπος της συσκευής στην οποία θα ενσωματωθεί: για ένα smartphone υψηλής τεχνολογίας που χρησιμοποιείται σε οποιαδήποτε περίσταση, ο υπερηχητικός αισθητήρας κάτω από την οθόνη μπορεί να είναι η νικηφόρα επιλογή. για οικονομικά αποδοτικό έλεγχο μαζικής πρόσβασης, ο οπτικός αισθητήρας παραμένει μια αξιόπιστη επιλογή. αν ψάχνετε για ταχύτητα και αποτελεσματικότητα σε φυσικά κουμπιά, ο χωρητικός αισθητήρας είναι μια ασφαλής επιλογή. και για σενάρια μέγιστης ασφάλειας, οι θερμικοί ή προηγμένοι υπερηχητικοί αισθητήρες είναι οι κορυφαίες επιλογές.
