Geekly articles weekly

Bagaimana kami mulai merawat jari-jari kami sedikit lagi

Hai Geektimes! Kehadiran pemindai sidik jari di smartphone baru-baru ini bagi banyak orang telah menjadi salah satu faktor utama ketika memilih perangkat untuk dibeli. Meskipun jenis teknologi keamanan biometrik ini sama sekali tidak baru, mereka belajar untuk membuat pemindai sidik jari yang ringkas dan murah relatif baru. Tetapi apakah Anda pernah bertanya-tanya apa yang terjadi ketika Anda meletakkan jari Anda untuk membuka kunci ponsel? Kami memutuskan untuk mengatasinya dan bertanya kepada semua orang yang tertarik pada kucing.



Sidik jari, seperti diketahui, tidak berubah sepanjang hidup seseorang, yang memungkinkannya untuk diidentifikasi pada usia 15 dan 75 tahun. Jejak mulai terbentuk bahkan pada tahap perkembangan janin, tetapi bahkan dengan kembar identik, jejak itu tidak identik. Oleh karena itu, ini adalah salah satu metode yang paling umum dan aman (setelah pemindai retina dan iris atau analisis DNA) untuk mengidentifikasi seseorang. Hapus itu seperti dalam film "Men in Black" tidak berfungsi.


Jika dilihat dari sudut pandang fisiologi, sidik jari adalah sekumpulan tonjolan dengan pori-pori individu yang dipisahkan oleh lubang. Dan karena itu dikaitkan dengan karakteristik termal dan listrik kulit, untuk mendapatkan gambarnya, Anda dapat menggunakan panas dan cahaya, dan kapasitansi listrik (atau bersama-sama).



Ada sejumlah varietas pemindai sidik jari - beberapa digunakan pada benda-benda rahasia (bersama dengan analisis gaya berjalan dan keripik lainnya, tentu saja), yang lain telah memasuki kehidupan pemilik smartphone modern sebagai sesuatu yang lumrah. Sebagai rangkuman, ada tiga kelompok utama pemindai sidik jari:

  • Optik
  • Semikonduktor (silikon)
  • Ultrasonik

Pemindai optik


Mereka, seperti namanya, menggunakan metode optik untuk mendapatkan gambar sidik jari. Metode ini adalah metode tertua untuk menangkap sidik jari: foto sidik jari diproses menggunakan algoritme khusus yang mendeteksi ridges dan ridges yang unik. Gambar yang dihasilkan dibandingkan dengan yang disimpan dalam sistem, setelah itu tanggapan positif atau negatif dikirim ke pengguna. Scanner optik dibagi menjadi scanner FTIR, serat optik, broaching, roller, elektro-optik dan non-kontak.

Pemindai FTIR menggunakan efek Refleksi Total Internal Frustrasi. Dalam hal ini, cahaya jatuh pada antarmuka antara dua media, setelah itu satu bagian dari energi cahaya dipantulkan dari batas, dan yang kedua menembus melalui itu ke dalam media kedua. Berapa banyak energi yang akan dipantulkan ditentukan oleh sudut kejadian: ketika mencapai nilai tertentu, semua energi cahaya dipantulkan dari antarmuka, yang disebut refleksi internal total.


Ketika sidik jari (media lebih padat) bersentuhan dengan berkas cahaya yang kurang padat melewati batas pada titik refleksi internal total. Jadi hanya sinar cahaya yang mengenai titik-titik yang tidak memiliki pola kapiler pada permukaan jari akan dipantulkan. Selanjutnya, CCD atau CMOS menangkap gambar cahaya yang dihasilkan dari permukaan jari.

Pemindai serat bekerja sedikit berbeda. Faktanya, kami memiliki matriks serat optik, dengan masing-masing seratnya diakhiri dengan fotosel. Setiap fotosel menangkap cahaya residu yang melewati jari pada titik di mana cetakan menyentuh permukaan pemindai. Lebih lanjut, data semua elemen dikumpulkan dan berdasarkan padanya, gambar sidik jari diperoleh.


Pemindai elektro-optik menggunakan polimer khusus, yang mengandung lapisan pemancar cahaya. Ini mencerminkan heterogenitas medan listrik jari pada permukaan pemindai, setelah itu sidik jari ditampilkan. Sisa pekerjaan dilakukan oleh fotodioda yang mengubah segalanya menjadi bentuk digital. Scanner yang melekat adalah salah satu yang paling menarik, karena dalam hal ini jari tidak diterapkan pada permukaan pemindai, seperti yang biasa kita lakukan, tetapi ditarik melalui pembaca, yang merupakan strip sempit. Prinsip operasi mereka dalam banyak hal mirip dengan pemindai FTIR yang disebutkan sebelumnya.

Saat menggunakan pemindai tanpa kontak, Anda bahkan tidak perlu menghubungi permukaan perangkat pemindaian. Jari diterapkan ke lubang khusus, beberapa sumber cahaya menerangi dari bawah, lensa mengumpulkan informasi, kemudian data diproyeksikan ke CMOS, di mana ia dikonversi menjadi gambar sidik jari.



Scanner optik cukup mudah untuk diakali, karena mereka hanya menangkap gambar 2D - ini adalah salah satu kelemahan utama mereka. Di zaman kita, mereka telah memudar ke latar belakang, namun, di banyak daerah mereka masih digunakan. Tapi tentu saja tidak di fasilitas rahasia dan tidak di tempat mereka sangat peduli dengan keamanan: untuk ini, mereka datang dengan silikon (semikonduktor) dan pemindai ultrasound.

Pemindai silikon (semikonduktor)


Perbedaan utama antara pemindai optik dan semikonduktor adalah bahwa dalam kasus ini, gambar diperoleh dengan menggunakan sifat semikonduktor, yang berubah pada titik-titik kontak antara sidik jari dan permukaan pemindai. Pemindai semikonduktor menerapkan dalam beberapa cara, tetapi yang paling umum adalah kapasitif.

Dalam pemindai kapasitif, efek mengubah kapasitansi pn junction dari perangkat semikonduktor diterapkan saat memperoleh gambar sidik jari ketika lambang pola sidik jari bersentuhan dengan matriks semikonduktor. Salah satu modifikasi pemindai kapasitif adalah ketika modul utama untuk pemindaian adalah kapasitor. Artinya, gambar sidik jari tradisional tidak dibuat: sebagai gantinya, data dikumpulkan menggunakan array dari rangkaian kapasitor kecil. Karena kapasitor menyimpan muatan listrik ketika jari menghubungi pemindai, muatan akan berubah ketika sisir menyentuh pelat. Di mana pada pola rongga, muatan akan tetap tidak berubah.


Perubahan biaya dilacak, sehingga menangkap data sidik jari. Kemudian mereka dikonversi ke digital, setelah itu pencarian atribut sidik jari yang khas dan unik dimulai - mereka dibandingkan dengan sidik jari yang disimpan untuk perbandingan.

Pemindai kapasitif sekarang diakui oleh produsen ponsel pintar karena rasio kualitas-harga yang optimal. Mereka memiliki biaya rendah dan tingkat perlindungan yang tinggi dari boneka - tentu saja, Anda bisa menipu, tetapi itu tidak akan begitu sederhana. Smartphone pertama dari Xiaomi dengan pemindai sidik jari adalah Redmi Note 3 , juga digunakan di salah satu produk baru perusahaan - Xiaomi Mi Max . Dia tidak menolak pemindai kapasitif dan OnePlus dalam OnePlus 3-nya .



Dari pemindai semikonduktor, pemindai tekanan-sensitif dan termal juga digunakan secara aktif, tetapi tidak di telepon pintar. Dalam kasus pertama, gambar permukaan jari diperoleh dengan menggunakan tekanan yang diberikan oleh tonjolan pola papiler pada elemen permukaan, namun perlindungan dari imitasi agak rendah di sini. Pemindai termo menggunakan peta suhu permukaan jari, yang diubah menjadi gambar digital. Memalsukan cetakan seperti itu jauh lebih sulit.

Jenis pemindai semikonduktor yang tersisa pada dasarnya adalah jenis pemindai kapasitif, pengeleman atau pemindai termal.

Pemindai ultrasonik


Beberapa tahun yang lalu, pemindaian sidik jari jenis ini terlalu mahal, tetapi dengan perkembangan teknologi, ia dapat menggunakan telepon pintar. Jenis ultrasonik ditandai dengan memindai permukaan jari dengan gelombang ultrasonik dan mengukur jarak antara sumber gelombang dan relief jejak dari pantulan pantulan.

Pulsa ultrasonik dikirim ke jari di depan pemindai - sebagian diserap, dan bagian lainnya kembali ke penerima. Setelah itu, itu dikenali tergantung pada ridges, depresi dan elemen jejak unik lainnya. Semakin lama pemindaian, semakin baik data sidik jari tambahan dikenali - menghasilkan gambar 3D yang terperinci.


Teknologi ini, tentu saja, sangat menarik - salah satu smartphone pertama dengan pemindai sidik jari ultrasonik adalah LeEco 2 Max . Pabrikan lain masih mencari ke arah ini dengan hati-hati, namun pemindai ultrasonik pada smartphone tidak cukup "berjalan", dan implementasinya lebih mahal, yang dapat meningkatkan biaya akhir smartphone untuk pembeli. Karena itu, dalam Mi5 , misalnya, Xiaomi tidak menggunakan pemindai ultrasound dan memilih yang kapasitif.

Di CES 2016, Qualcomm memperkenalkan teknologi Sense ID, sensor pemindai 3D canggih yang mengumpulkan lebih banyak informasi pribadi. Ultrasound menembus permukaan logam, kaca dan beberapa plastik dan menerima bukan peta dua dimensi, tetapi detail sidik jari.


Qualcomm Sense ID - Pembaca Sidik Jari Ultrasound

Jadi, apakah ini benar-benar aman?


Tentu saja, pemindai sidik jari pun bisa dibodohi. Pemindai kapasitif dari model lama tidak mengambil jari yang basah atau dingin dengan baik, pada telepon pintar modern ( Redmi Pro yang sama ) masalah ini telah dipecahkan secara praktis dan pemindai bekerja dengan sangat cepat. Dalam arti tertentu, pemindai ultrasound lebih aman, tetapi tren ini kemungkinan akan mencapai pasar hanya setelah beberapa tahun. Sulit membuat sidik jari, bahkan lebih sulit menggunakannya untuk membuka kunci smartphone modern.



Kerentanan pemindai sidik jari terutama terletak pada implementasi teknologi oleh produsen smartphone. Contoh yang mencolok - Samsung dan HTC di telepon pintar mereka Galaxy S5 dan One Max menyimpan gambar dengan sidik jari pengguna di bagian umum dari sistem file. Itu adalah file .bmp sederhana, tanpa kondom - dengan kata lain, gambar biasa. Sekarang ini hampir tidak pernah terlihat, karena produsen menggunakan chip khusus atau area terpisah dalam chipset untuk menyimpan informasi tentang sidik jari: Qualcomm memiliki Snapdragon Mobile Security, ARM memiliki TrustZone, Apple memiliki Enklave Aman. TrustZone secara aktif menggunakan Huawei: Teknologi ini menganalisis sidik jari dalam sistem operasi terpisah pada prosesor virtual khusus, di mana bahkan sistem utama tidak dapat menjangkau. Ini berarti bahwa aplikasi pihak ketiga tidak akan dapat mengakses pemindaian sidik jari.



Area Enklave Aman Apple sangat menarik. Bahkan, itu adalah coprocessor yang menggunakan memori terenkripsi dan termasuk generator nomor acak perangkat keras. Dalam pembuatan, masing-masing coprocessor tersebut memiliki pengenal uniknya sendiri - tidak diketahui oleh komponen lain dari sistem, maupun Apple sendiri (setidaknya, seperti yang mereka katakan di perusahaan). Enklave Aman memroses data dari sensor ID Sentuh: prosesor tidak dapat membaca informasi sidik jari dan segera mengalihkannya ke coprocessor. Data dienkripsi menggunakan algoritma AES.

Melihat bahwa iPhone meminta kata sandi setiap kali setelah reboot? Kata sandi adalah kunci untuk mendekripsi sidik jari - kata sandi ini diaktifkan dalam keadaan apa pun yang mengindikasikan gangguan luar: menambahkan sidik jari baru, mematikan ponsel cerdas, lima upaya membuka kunci yang salah, dan sebagainya. Omong-omong, ini juga mengapa Anda harus menjaga tombol Touch ID - jika rusak dan Anda mengubahnya menjadi yang tidak asli, pemindai sidik jari tidak akan berubah menjadi labu . Apa yang kamu inginkan? Keamanan

Meskipun demikian, Apple tidak begitu sempurna, meskipun sudah patut disalahkan pada pengembang aplikasi ini. Jika seseorang melihat kata sandi pemilik iPhone, ia akan dapat membuka kunci ponsel cerdas, menambahkan sidik jarinya, dan kemudian masuk ke semua aplikasi dengan Touch ID (pengirim pesan instan, rekening bank, dll.), Bahkan jika kata sandi mereka berbeda dari kata sandi sistem. Dimulai dengan iOS 9.0, pengembang dapat memasang cek ( posting di Geektimes baru-baru ini) pada tampilan sidik jari baru pada saat peluncuran aplikasi, namun, banyak, sebagai suatu peraturan, tidak menggunakan rekomendasi ini.

Jadi apa yang harus dilakukan?


Jawabannya sederhana dan jelas - gunakan! Pemindai sidik jari telah memasuki kehidupan kita sebagai alternatif yang aman untuk mengingat login dan kata sandi, dan pemilik ponsel cerdas dengan fungsi yang sesuai tidak mengeluh. Anda dapat meretas segalanya, namun, sekarang tingkat keamanan pemindai sangat tinggi, di samping itu, teknologinya tidak diam dan berkembang - pemindai ultrasonik di telepon pintar adalah buktinya.

Jika Anda memutuskan untuk membeli salah satu smartphone yang disebutkan, maka berikut adalah diskonnya
1. Xiaomi Mi Max 16GB ROM 4G Phablet $169.99 MIMAXS ( 31- )

2. OnePlus 3 4G Smartphone $445.99 GBOPlus ( 31- )

3. XiaoMi Mi5 5.15 inch 64GB 4G Smartphone $356.99 Mi5gb ( 31- )

4. LeTV Leeco Le Max 2 4G Phablet $219.99 LeTVGBS ( 31- )

5. Xiaomi Redmi Pro MIUI 8 4G Phablet $255.99 MIUI8 ( 31- )

Jika kami membuat kesalahan di suatu tempat di teks, perbaiki kami di komentar.

Source: https://habr.com/ru/post/id399601/

More articles:


All Articles