Wie Fingerabdruck-Scanner arbeiten: optische, kapazitive und Ultraschall-Varianten erklärt

Fingerabdruck-Scanner sind nicht nur reserviert für die sehr Top-Tier von Smartphones in diesen Tagen, auch Ihre preiswerte Mitte Ranger kommen können in der zusätzlichen Sicherheits-Hardware zu packen. die Technik hat auf eine Menge aus dem frühen bewegt zu Tage, also hier ist ein Blick darauf, wie die neuesten Fingerabdruck-Scanner arbeiten und was sind die Unterschiede.

Optische Scanner

Optische Fingerabdruck-Scanner die älteste Methode der Erfassung und zum Vergleich von Fingerabdrücken sind. Als der Name andeutet, basiert diese Technik ein optisches Bild auf die Erfassung im wesentlichen eine Fotografie, und unter Verwendung von Algorithmen einzigartige Muster auf der Oberfläche, wie beispielsweise Rippen oder einzigartige Markierungen zu erkennen, durch die hellsten und dunkelsten Bildbereichen analysiert.

eingebettet Genau wie Smartphone-Kameras, diese Sensoren eine begrenzte Auflösung haben kann, und je höher die Auflösung, die Details, desto feiner kann der Sensor über den Finger erkennen, das Sicherheitsniveau zu erhöhen. Allerdings erfassen diese Sensoren wesentlich höhere Kontrastbilder als eine normale Kamera. Diese Scanner haben in der Regel eine sehr hohe Anzahl von Dioden pro Zoll diese Details aus der Nähe zu erfassen. Natürlich ist es sehr dunkel, wenn Sie mit dem Finger über den Scanner eingelegt wird, so optischen Scannern auch Arrays von LEDs integrieren als ein Blitz das Bild kommen Scan-Zeit zu beleuchten. Eine solche Konstruktion ein bisschen sperrig für ein Smartphone ist jedoch, wo dünne Formfaktoren von Bedeutung sind.

Der Hauptnachteil mit optischen Scannern ist, dass sie nicht schwer zu täuschen sind. Da die Technologie ist nur ein 2D-Bild aufnehmen, können Prothetik und auch andere Fotos von gut genug Qualität verwendet werden, um diese besondere Konstruktion zu täuschen. Diese Art der Scanner ist wirklich nicht sicher genug Ihre sensiblen Details zu vertrauen

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Smartphone Fingerabdruck-Scanner gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen heute, aber Sie werden keine optische finden Mit zunehmender Nachfrage hier Scannern.

ähnlich wie den frühen Tagen des resistiven Touchscreen, werden Sie nicht optische Scanner in alles verwendet finden, aber die kostengünstigste Stücke in diesen Tagen von Hardware. härtere Sicherheit, Smartphones haben einstimmig überlegen kapazitive Scanner angenommen.

kapazitive Scanner

die heute am häufigsten Art von Fingerabdruck-Scanner verwendet gefunden ist der kapazitive Scanner. Auch der Name verrät, die Kernkomponente, die Sie mit ein wenig Elektronik, dem Kondensator vertraut sind.

den Vergleich mit einem Bild eines Fingerabdrucks, kapazitiven Fingerabdruck-Scanner zu schaffen, verwenden Arrays winziger Kondensatorschaltungen Daten über einen Fingerabdruck zu sammeln. Als Kondensatoren elektrische speichern Ladung, so dass sie bis zu leitenden Platten an der Oberfläche des Scanners Verbindungs ​​können sie verwendet werden, um die Einzelheiten eines Fingerabdrucks zu verfolgen. Die Ladung in dem Kondensator gespeichert wird leicht verändert werden, wenn ein Finger des Grat über den leitfähigen Platten angeordnet ist, während ein Luftspalt wird die Ladung am Kondensator relativ unverändert lassen. Ein Operationsverstärker Integrationsschaltung wird verwendet, um diese Änderungen zu verfolgen, die dann durch einen Analog-Digital-Wandler aufgezeichnet werden können,

Die Theorie und die Architektur hinter einem kapazitiven Fingerabdruck-Scan-Chip

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nach der Aufnahme dieser digitalen Daten können zur unverwechselbaren und einzigartigen Fingerabdruck-Attribute zu suchen analysiert werden, was für einen Vergleich zu einem späteren Zeitpunkt gespeichert werden können. Was besonders klug ist über dieses Design ist, dass es viel schwieriger ist als ein optischer Scanner zu täuschen. die Ergebnisse können nicht mit einem Bild und ist unglaublich hart repliziert werden mit irgendeiner Art von Prothesen zu täuschen, wie verschiedene Materialien am Kondensator leicht unterschiedliche Ladungsänderungen aufzeichnet. der einzige wirkliche Sicherheitsrisiken kommen von Hardware oder Software-Hacking.

eine ausreichend große Auswahl an diesen Kondensatoren erstellen, in der Regel Hunderte, wenn nicht tausende in einem einzigen Scanner, für eine sehr detaillierte Bild der Rippen ermöglicht und Täler eines Fingerabdrucks werden von nichts mehr als elektrische Signale erzeugt. Genau wie der optische Scanner, mehrere Kondensatoren resultiert in einer höheren Auflösung Scanner, um die Sicherheit zu erhöhen, bis zu einem gewissen Punkt.

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Durch die Anzahl größere Anzahl von Komponenten in der Erfassungsschaltung kann kapazitiven Scanner etwas teuer sein. Einige frühe Implementierungen die Anzahl der Kondensatoren mit “Schlag” Scanner, benötigt zu schneiden versucht, die Daten von einer kleineren Anzahl von Kondensatorkomponenten durch schnelles Auffrischen der Ergebnisse als Finger sammeln würde über den Sensor gezogen wird. Wie viele Verbraucher zum Zeitpunkt beschwerte, war diese Methode sehr wählerisch und oft mehrere Versuche erforderlich, um das Ergebnis richtig zu scannen. zum Glück, in diesen Tagen, die einfach drücken und halten Design ist weit mehr verbreitet.

Ultraschall-Scanner

die neuesten Fingerabdruck-Scan-Technologie, um die Smartphone-Raum ist ein Ultraschallsensor zur Eingabe, die zum ersten Mal angekündigt wurde im Le Max Pro Smartphone zu sein. Qualcomm und seine Sense-ID-Technologie auch ein wichtiger Teil des Designs in diesem Mobiltelefon sind.

Zur Erfassung eigentlich die Details eines Fingerabdrucks, besteht die Hardware sowohl eines Ultraschall-Sender und einem Empfänger. Ein Ultraschallimpuls wird gegen den Finger übertragen, die über den Scanner platziert wird. Ein Teil dieser Impuls wird absorbiert und ein Teil davon wird zurückgeworfen auf den Sensor, abhängig von den Rippen, Poren und andere Details, die jedem Fingerabdruck einzigartig sind.

Es gibt kein Mikrofon für diese Rückkehr hören aus Signale, statt ein Sensor, mechanischer Beanspruchung erkennen kann wird die Intensität des zurückkehrenden Ultraschallimpuls an verschiedenen Punkten auf dem Scanner zu berechnen. Scanning für längere Zeiträume ermöglicht eine zusätzliche Tiefendaten erfasst werden, was zu einer sehr detaillierten 3D-Wiedergabe des gescannten Fingerabdruck. Die 3D-Charakter dieser Capture-Technik macht es eine noch sicherere Alternative zu kapazitiven Scanner.

Algorithmen und Kryptographie

Während die meisten Fingerabdruck-Scanner auf sehr ähnliche Hardware Prinzipien basieren, weitere Komponenten und Software kann auch eine wichtige Rolle bei der Differenzierung spielen, wie die Produkte durchführen und welche Funktionen sind den Verbrauchern zur Verfügung.

Begleit die physische Scanner eine dedizierte IC ist, die mit der Interpretation der gescannten Daten umgeht und Übertragung dieser in einer sinnvollen Form zu Ihr Smartphone des Hauptprozessors. Verschiedene Hersteller verwenden leicht unterschiedliche Algorithmen neue Schlüssel Merkmale zu identifizieren, die in Geschwindigkeit und Genauigkeit variieren können.

Normalerweise diese Algorithmen suchen, wo Grate und Linien zu beenden, oder wo ein Steg in zwei teilt. Zusammen werden diese und andere Unterscheidungsmerkmale Einzelheiten genannt. Wenn eine gescannte Fingerabdruck mehrere dieser Einzelheiten übereinstimmt, dann wird es ein Spiel betrachtet werden. Anstatt die ganze Fingerabdruck jedes Mal zu vergleichen, Minutien Vergleich der Menge an Rechenleistung reduziert erforderlich, um jeden Fingerabdruck zu identifizieren, hilft, Fehler zu vermeiden, wenn der gescannte Fingerabdruck verschmiert wird, und ermöglicht auch die Finger außermittig platziert oder mit nur teilweise identifiziert werden. drucken

ARM ARM Trustzone verwendet wird, biometrische und kryptografischen Daten sicher aus dem Rich OS zu halten.

natürlich ist diese Informationen müssen auf dem Gerät sicher gehalten werden und gespeichert weit weg von Code, die es gefährden könnten. Vielmehr diese Benutzer Daten online als Hochladen ARM-Prozessoren diese Informationen sicher auf der physischen Chip halten kann seine Trusted Execution Environment (TEE), basierend Trustzone-Technologie. Dieser Sicherheitsbereich auch für andere kryptographische Verfahren und die direkte Kommunikation mit sicheren Hardware-Plattformen, wie beispielsweise ein Fingerabdruck-Scanner verwendet wird, eine Software zu verhindern. Snooping Approved Stücke keine persönlichen Daten, wie beispielsweise eine Passwortschlüssel kann nur durch zugegriffen werden der Tee-Client-APIs Anwendungen mit

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Fido Allianz Wie FIDO Login funktioniert ohne persönliche Daten zu senden.

Qualcomm nehmen auf diese in seine Sichere MSM-Architektur während Apple dies auf die “Sichere Enclave” spricht, aber es ist alles basiert auf dem gleichen Prinzip dieser sichere Daten auf einem separaten Teil zu halten des Prozessors, der von Anwendungen, die in der regulären Betriebssystemumgebung nicht zugegriffen werden kann. Die FIDO (Fast Online-Identität) Allianz hat starke kryptographische Protokolle entwickelt, die diese geschützten Hardware-Zonen verwenden Passwort-Authentifizierung weniger Handshakes zwischen Hardware und Services zu ermöglichen. So kann man in einer Website anmelden oder Online-Shop mit Ihrem Fingerabdruck ohne Ihre einzigartige Daten immer Ihr Smartphone zu verlassen. Dies wird erreicht, indem die Zifferntasten erreicht anstatt biometrischen Daten auf Server.

Fingerabdruck-Scanner durchaus eine sichere Alternative zur Erinnerung an unzählige Benutzernamen und Passwörter geworden sind, und die weitere Einführung von sicheren mobilen Zahlungssysteme bedeutet, dass diese Scanner sind wahrscheinlich ein häufiger und wichtige Sicherheits-Tool in der Zukunft

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