Сканер отпечатков пальцев на смартфоне: как работает, принцип разблокировки, плюсы и минусы использования. Как работает сканер отпечатка пальца

Однако у оптических сканеров есть свои проблемы. Все, что может помешать получению четкого изображения, может повлиять на скорость и стабильность распознавания. К ним относятся влага, мелкая грязь и т.д.

Сканер отпечатка пальца на смартфоне. Как работает и что лучше — емкостный, оптический или ультразвуковой?

Рассмотрим. Всего пять-шесть лет назад сканеры отпечатков пальцев были доступны только в самых дорогих флагманских смартфонах, и даже они работали не очень хорошо. Например, сканер Samsung Galaxy S5 требовал провести пальцем и не повторять одно и то же движение снова и снова.

Сегодня даже самые экономичные телефоны оснащены такими датчиками, и они прекрасно работают! Но не всегда. Ситуация осложняется еще и тем, что цена смартфона не прямо пропорциональна качеству, надежности и стабильности используемого сканера отпечатков пальцев.

Каковы же последствия? Каковы различия между современными сканерами? И как они работают? Это будет объяснено позже.

Виды современных сканеров отпечатков пальцев

Сегодня в смартфонах используются три основных типа сканеров: емкостной, оптический и ультразвуковой. Они различаются по способу получения изображения, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Но прежде чем мы поговорим о сканерах, позвольте задать вам простой вопрос. Что именно пытаются сканировать эти сканеры? Очевидный и не совсем правильный ответ — отпечатки пальцев. На самом деле, сканирование и анализ больших отпечатков пальцев не является ни удобным, ни эффективным.

Во-первых, пользователь каждый раз по-разному прикладывает палец к сканеру. Датчик может захватывать только небольшую часть пальца, но результат зависит от силы, с которой палец прижимается к сканеру. Кроме того, небольшие порезы или другие повреждения могут слегка исказить общее изображение. Тем не менее, смартфон все равно будет успешно разблокирован.

Во-вторых, смартфон не сохраняет фотографии отпечатков и не перезаписывает ранее сохраненные копии при каждом сканировании.

Вместо этого при каждом отпечатке смартфон пытается найти какие-то определенные особенности или контрольные точки. В дополнение к знакомым линиям (называемым узорами дрожания), если вы внимательно посмотрите на сам след, то заметите и другие интересные вещи.

Как вы можете видеть, некоторые линии разветвляются в отпечатке, другие просто прерываются, а третьи выглядят как маленькие островки. Все это можно описать следующим образом.

Смартфон пытается найти эти особые точки (называемые точками особенностей) в индивидуальных отпечатках пальцев. Миниатюры являются уникальной особенностью, и один отпечаток пальца может содержать более 70 миниатюр.

Чем выше качество сканирования и чем больше раз пользователь сканирует один и тот же отпечаток пальца, слегка сдвигая его в сторону, тем больше деталей получает смартфон для дальнейшего анализа. Часто эти специальные характеристики сохраняются вместо отпечатка пальца.

Общее различие между различными типами сканеров отпечатков пальцев заключается в том, каким именно образом отпечаток пальца извлекается для дальнейшей обработки.

• Емкостный сканер использует для этого электричество
• Ультразвуковой сканер использует звук
• Оптический сканер получает изображение с помощью света

Давайте теперь проанализируем каждый из них немного подробнее.

Емкостный сканер отпечатка пальца

Эти сканеры состоят из нескольких небольших проводящих пластин, размер которых меньше, чем линия отпечатка пальца. Эти пластины образуют конденсатор, который накапливает определенное количество заряда.

Наши тела способны поднимать токи, и когда наши пальцы касаются поверхности сканера, нагрузка, хранящаяся в конденсаторе, изменяется. Кроме того, в некоторых местах кожа соприкасается со сканером в других местах. В итоге получается зыбкий узор из отпечатков пальцев, с заметными гребнями и впадинами между ними. В результате на конденсаторах возникают различные емкости, когда между сканером и пальцем и в местах, где рисунок отпечатка пальца находится в непосредственном контакте со сканером, присутствуют микроорганизмы.

Смартфон считывает все ячейки и определяет, есть ли возле каждого конкретного конденсатора бороздка или он выступает, а кожа контактировала с поверхностью сканера. Это позволяет собрать общее изображение отпечатка пальца.

Преимущества сканирования отпечатков пальцев емкостей

По сути, это лучшие сканеры с точки зрения всех характеристик. Их строительство дешево, а технология уже достаточно старая и проверенная. Эти сканеры сканируют трехмерные объекты, учитывая выступы и выемки пальцев, а не просто получают двухмерное (плоское) изображение.

Емкостные сканеры чрезвычайно быстры. Например, на iPhone сканер Touch ID срабатывает мгновенно. Задержки невозможно обнаружить.

Эти сканеры трудно обмануть. Работа очень стабильна, пальцы очень чистые и не нуждаются в сушке.

Так что же с ними? Почему эти сканеры установлены только на экономичных смартфонах Android?

Недостатки сканеров с большим объемом сканирования

Во-первых, высокопроизводительные сканеры циркулируют во многих формах. Чем больше клеток в сканере, тем выше «анализ» и тем быстрее он работает. В недорогих устройствах установлены самые дешевые сканеры с очень низким разрешением. Однако это не главная проблема.

Главный «недостаток» емкостных сканеров отпечатков пальцев заключается в том, что их нельзя разместить на экране (или под ним). Современные технологии изменили внешний вид смартфонов: весь фасад занят экраном. Следовательно, для сканера не хватает места.

Некоторые производители размещают такие сканеры сбоку и совмещают их с кнопкой питания (Honor 20, Galaxy S10E, Sony Xperia 1). Однако в большинстве случаев сканер емкости расположен на задней панели. И это удобно не во всех случаях. Например, когда смартфон лежит на столе, его нужно поднести к сенсору (или использовать другие методы разблокировки).

Совместить такой сканер с экраном очень сложно, поскольку сам экран использует точно такую же технологию для обнаружения прикосновений. Кроме того, современные сенсорные экраны являются емкостными.

Здравствуйте, дорогие друзья, меня зовут Михаил Сяоминко. Я поклонник технологий, гаджетов и смартфонов Xiaomi. У меня есть доступ к информации, и я стараюсь предоставить качественный контент заинтересованным читателям «Сяомишки». Я делюсь последними новостями и эксклюзивным контентом.

В каких смартфонах имеется

Некоторое время назад эта опция существовала только в топовых и очень дорогих моделях смартфонов. Сегодня сканеры отпечатков пальцев появляются на многих устройствах, включая экономичные китайские модели. Кроме того, владельцы телефонов без этой функции могут загрузить приложение, которое заменит встроенную функциональность.

Что дает

Для тех, кто не знаком с принципом работы сканеров отпечатков пальцев в смартфонах, следует пояснить, что сканер отпечатков пальцев может использоваться для разблокировки мобильных устройств одним прикосновением. Для установки этого параметра необходимо один раз отсканировать отпечаток пальца. Благодаря этой функции нет необходимости вводить сложные пароли или использовать графические ключи.

Многих интересует не только то, как работают сканеры отпечатков пальцев на смартфонах, но и плюсы и минусы этой опции. Можно быстро выделить три положительные черты

Пользователи считают сканер очень простым в использовании. Кроме того, нет необходимости хранить и придумывать пароли, пароли и другие ключи в памяти.

Время разблокировки также сокращается. Устройство становится доступным, как только вы прикасаетесь к своему смартфону.

Эта новейшая функция предоставляет владельцу устройства дополнительные преимущества в плане функциональности. Сканер можно использовать для подтверждения покупок в интернет-магазинах или ссылок на веб-сайты. Обратите внимание, что в большинстве случаев сканер отпечатков пальцев на экране смартфона интегрирован в центральную кнопку. Это очень просто в использовании.

Недостатки

Как и любая новая технология, сканеры отпечатков пальцев имеют некоторые недостатки.

• В дешевые устройства встраиваются недорогие датчики, которые принадлежат к первым поколениям данной опции. Они долго обрабатывают информацию и могут не распознавать отпечаток с первого прикосновения.
• В технике от Apple все отпечатки сохраняются в зашифрованной форме. На Android- устройствах в некоторых старых моделях данные хранятся в локальной памяти и не защищены. Это дает возможность хакерам с легкостью получить доступ к информации на телефоне.
• Смартфоны со сканером отпечатка пальцев старого образца не реагируют на мокрые пальцы. Это особенно неприятно в летний период или во время занятий спортом, когда руки сильно потеют.

• Исследования доказали, что такой вид блокировки не совсем безопасен. При необходимости можно войти в устройство, приложив к сканеру качественный снимок пальца.
• Помимо этого, используемые на мобильных устройствах оптические сканеры легко царапаются и загрязняются.

Устройство проверяет качество изображения перед сравнением его с ранее сделанным снимком. Если яркость или четкость недостаточно хороши, сканер изменяет выдержку и повторяет процесс с самого начала. Только после этого изображение может быть проанализировано с помощью специального программного обеспечения.

Процесс сканирования на экране

В принципе, процесс сканирования одинаков, будь то специальный датчик или экран.

Обычно под определенной частью экрана находится область сканирования. Когда палец прикладывается к сканеру, с помощью камеры или другого датчика делается снимок отпечатка пальца. Затем система идентифицирует биометрические данные телефона. Если совпадение найдено, телефон немедленно разблокируется.

Одной из самых больших проблем субсканеров является относительно небольшая площадь сканирования. Часто это небольшой прямоугольник в нижней части экрана. Производители телефонов часто включают программное руководство, показывающее, куда поместить палец.

Процесс сканирования может быть мгновенным или очень медленным. Вероятно, это связано с существенным различием между двумя технологиями сканирования.

Оптический или ультразвуковой

Существует два основных типа сканеров отпечатков пальцев, встроенных в экраны: оптический и ультразвуковой.

Оптические сканеры освещают палец ярким светом (часто показываемым на экране в виде анимации). Затем камера в нижней части экрана делает снимок отпечатка пальца и проверяет его. Если проблем нет, телефон разблокирован.

Многие считают, что оптические сканеры менее безопасны и медленнее, поскольку для получения изображения отпечатков пальцев используется простая камера. В зависимости от оптимизации программного обеспечения, они могут быть такими же быстрыми, как и лучшие физические сканеры отпечатков пальцев. Телефоны OnePlus и многие устройства среднего класса оснащены оптическими сканерами.

Ультразвуковые сканеры обычно считаются лучшими из обеих технологий. Вместо света они используют ультразвуковые волны, отраженные от пальца, для получения точного 3D-изображения. Этот метод аналогичен тому, который используется в медицинских ультразвуковых приборах.

Ультразвуковые сканеры более безопасны, чем оптические, поскольку изменить трехмерное изображение отпечатка пальца гораздо сложнее. Они также более стабильны, чем оптические сканеры, и работают в более сложных условиях, например, когда руки мокрые или грязные. Эти мини-ультразвуковые сканеры можно найти на высокотехнологичных устройствах, таких как Samsung Galaxy.

Будущее

Отпечатки пальцев под экраном являются частью более широкого дизайна производителей смартфонов, направленного на минимизацию видимых участков. К ним относятся кнопки, камеры, датчики, динамики, двери и неиспользуемое пространство фасада.

Помимо увеличения количества сканеров, встроенных в экран, компании начали добавлять появляющиеся камеры на фасад, чтобы улучшить соотношение дисплея и корпуса. Это совпадает с отказом от наушников и созданием беспроводных наушников для мобильных телефонов.

В будущем другие функции могут переместиться ниже экрана. Динамики под экраном позволяют слушать звонки и стереозвук без видимой решетки динамика. Под экраном также расположена камера, позволяющая делать портретные снимки без углублений, вырезов и механических появляющихся камер.

Телефоны с такими функциями уже существуют. В 2019 году компания Meizu выпустила устройство без видимых датчиков, зарядки и кнопок. Он также использовал только беспроводную зарядку. Позже в том же году компания Oppo представила телефон с камерой selfie под экраном.

Возможно, мы увидим, как эти планы войдут в основные устройства. Компания Samsung объявила о планах интегрировать технологию камеры под экран в будущих устройствах. Также ходят слухи, что Apple может убрать порт для зарядки iPhone и вообще отказаться от беспроводной зарядки. Технология Magsafe, безусловно, поможет.

В конце 2019 года компания Qualcomm анонсировала новое поколение ультразвуковых сканеров — 3D Sonic Max. Многие уже ожидали увидеть его на Galaxy S20, но этого не произошло, зато теперь ближайшим претендентом стал Galaxy Note20.

Что лучше — отпечаток или пароль

Если для вас важнее скорость и простота разблокировки телефона или ноутбука, используйте отпечаток пальца. В противном случае, если вы считаете, что на устройстве нет ничего ценного, доступ ко всем данным не принесет вреда. Если вам достаточно отпечатков пальцев, то вам нужна защита только от детей.

Во всех остальных случаях предпочтительнее использовать пароль. Существует множество способов обмануть сканер отпечатков пальцев и только два способа обойти пароль: тайный или взлом. Такой пароль очень трудно взломать, если вы выберете сложный пароль и убедитесь, что никто не видит, как вы его вводите.

Добрый вечер, я слышу это впервые, но, возможно, дело в том, что карта должна быть как физической, так и электронной. Сделайте его и подключите к своему смартфону.

Как работает сканер отпечатков пальцев?

Сегодня на рынке представлено несколько различных типов сканеров. Все они работают по одному и тому же принципу — сканер считывает отпечаток пальца владельца смартфона и при попытке разблокировать устройство сравнивает «узор» с запланированным. Если отпечаток пальца совпадает, устройство разблокируется. В противном случае отображается сообщение об ошибке.

Интересно, что сканер не анализирует весь рисунок отпечатка пальца. Проверяются только некоторые функции или детали. Это, например, разветвления, расщепления или разрывы.

Сканер преобразует изображение в шаблон и использует алгоритм для сравнения расстояний между кривыми и линиями. Это делает процесс проверки намного быстрее, чем если бы пришлось анализировать весь отпечаток пальца.

Если примерно 40% деталей совпадают с хранящимся шаблоном, алгоритм проверяет отпечаток. На практике этого достаточно для идентификации конкретных пользователей и обеспечения допустимости ошибок.

Мелкие детали (или «точки Гортона») — это уникальные участки дермального рисунка каждого пальца (точки), указывающие на места, где колеблющиеся линии встречаются, расходятся или прерываются.

Типы сканеров отпечатков пальцев

1. оптические сканеры «захватывают» всю панель пальцев и делают это с помощью CCD-датчиков (как большинство камер). Там, куда свет не проникает (гребни), датчик записывает «черные» пиксели, создавая точный отпечаток пальца. Оптические сканеры часто включают в себя источник света (обычно светодиоды), чтобы сделать изображение максимально прозрачным.

2. емкостные сканеры — вместо датчика используется специальная схема из маленьких конденсаторов (емкостные датчики). Когда палец помещается на считывающее устройство, емкость конденсатора немедленно изменяется. Емкостные сканеры намного точнее и эффективнее оптических, поскольку они менее подвержены обману.

(3) Термосканеры — работают так же, как и емкостные считыватели, но вместо микроконденсаторов в них используются микроскопические термодатчики, которые обнаруживают разницу температур между гребнем и кольцевым лепестком. Такие сканеры невозможно обмануть ложными пальцами (т.е. кусочками кожи).

4. ультразвуковые сканеры — используют дифракцию, т.е. отражение и рассеяние звуковых волн. Когда вы подносите палец к считывающему устройству, оно начинает издавать звуки, которые мы не можем услышать. Поведение звуковых волн в точке контакта между «гребнем» отпечатка пальца и сканером совершенно иное, чем в «полости» (где есть воздух). Это позволяет ультразвуковому сканеру получить точный отпечаток пальца.

Какой сканер отпечатка пальца лучше?

Большинство смартфонов Xiaomi в настоящее время используют емкостные считыватели, например, популярные Redmi Note3 и Mi5. Однако большие надежды возлагаются на ультразвуковые сканеры, которые могут быть установлены непосредственно под экраном, и эта технология может стать самой популярной в ближайшем будущем.

Функция TouchID на смартфонах очень надежна, но не гарантирует 100% безопасности. При наличии соответствующих технологий и инструментов можно подделать отпечатки пальцев и обмануть сканер.

Предупреждение: найдено нечисловое значение в /home/xiaomi7/xiaomishka.ru/www/wp-content/themes/publisher/includes/func-review-rating.php на строке 212

Предупреждение: найдено нечисловое значение в /home/xiaomi7/xiaomishka.ru/www/wp-content/themes/publisher/includes/func-review-rating.php на строке 213

Здравствуйте, дорогие друзья, меня зовут Михаил Сяоминко. Я поклонник технологий, гаджетов и смартфонов Xiaomi. У меня есть доступ к информации, и я стараюсь предоставить качественный контент заинтересованным читателям «Сяомишки». Я делюсь последними новостями и эксклюзивным контентом.