Comment fonctionne le scanner d'empreintes digitales: explication des variantes optiques, capacitives et ultrasoniques

Les scanneurs d'empreintes digitales ne sont pas uniquement réservés au plus haut niveau des téléphones intelligents, même aux nombreux téléphones de haute technologie. La technologie a évolué plus rapidement et plus précisément dans leurs lectures. Dans cet esprit, jetons un coup d’œil aux scanners d’empreintes digitales les plus récents et aux différences.

Scanners optiques

Les scanners optiques d'empreintes digitales sont la méthode la plus ancienne de capture et de comparaison d'empreintes digitales. Comme son nom l'indique, cette technique consiste à capturer une image optique, essentiellement un photographe, et à utiliser des algorithmes pour détecter des motifs uniques à la surface, tels que des arêtes ou des marques uniques, en analysant les zones les plus claires et les plus sombres de l'image.

Tout comme les caméras de smartphone, ces capteurs ont une résolution finie. Plus la résolution est élevée, plus le capteur détecte les détails avec précision, augmentant ainsi le niveau de sécurité. Cependant, ces capteurs capturent des images de contraste beaucoup plus élevé qu'une caméra classique. Ces scanners ont généralement un très grand nombre de diodes par pouce. Bien entendu, il fait très sombre lorsque votre doigt est placé sur le scanner. Les scanners optiques intègrent également des matrices de LED. Un tel design est toutefois un peu volumineux pour un smartphone, où les facteurs de forme minces sont importants.

L'inconvénient majeur des scanners optiques est qu'ils ne sont pas difficiles à tromper. Comme la technologie ne capture qu'une image 2D, des prothèses et même d'autres images de cette conception particulière. Ce type de scanner est suffisamment sécurisé pour faire confiance à vos informations les plus sensibles. Il est si lent d'être éliminé ces jours-ci.

Les scanneurs d'empreintes digitales pour smartphones se présentent sous différentes formes et tailles, mais vous ne trouverez pas de scanneur optique ici.

Tout comme les premiers jours de l'écran tactile résistif, vous ne le trouverez pas. Face à la demande croissante de sécurité sans fil, les smartphones ont unanimement adopté des scanners capacitifs de qualité supérieure, et le coût de la technologie est également devenu suffisamment flexible pour les produits de milieu de gamme.

Cependant, avec le passage à des écrans plus petits, des modules optiques plus petits peuvent faire leur grand retour, ils peuvent être intégrés. Synaptics, qui est le développement du capteur d'empreinte digitale optique ID9000, est actuellement en production. Alors n'écrivez pas encore les scanners optiques.

Scanners capacitifs

Le type de scanner d'empreintes digitales le plus couramment utilisé aujourd'hui est le scanner capacitif. Vous y trouverez divers produits phares, notamment le Galaxy S8, le HTC U11, le LG G6, etc. Encore une fois, le nom indique le composant principal et vous fournit un peu d’électronique, le condensateur.

Au lieu de créer une empreinte digitale, les scanneurs d'empreinte digitale capacitifs utilisent de minuscules circuits de condensateurs pour collecter des données sur une empreinte digitale. Comme les condensateurs peuvent stocker des charges électriques, les connecter à la surface du scanner leur permet d’être utilisés pour suivre les détails d’une empreinte digitale. La charge dans le condensateur sera légèrement modifiée. Un circuit intégrateur op-amp est utilisé pour suivre ces modifications, qui peuvent ensuite être enregistrées par un convertisseur analogique-numérique.

La théorie et l'architecture derrière une puce de balayage d'empreinte digitale capacitive.

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Une fois capturées, ces données numériques peuvent être analysées pour rechercher des attributs d'empreinte digitale uniques et uniques. Ce qui est particulièrement intelligent dans cette conception, c’est qu’elle est beaucoup plus résistante qu’un scanner optique. De manière très petite et isolée Les seuls risques de sécurité réels proviennent du piratage matériel ou logiciel.

La création d'un ensemble assez large de condensateurs, généralement des centaines voire des milliers dans un seul scanner, permet d'obtenir une image très détaillée des crêtes et des creux d'une empreinte digitale. Tout comme le scanner optique, plus de condensateurs donnent un scanner de résolution supérieure, ce qui augmente le niveau de sécurité jusqu'à un certain point.

En raison du nombre de composants dans le circuit de détection, les scanners capacitifs peuvent être un peu coûteux. Certaines des premières implémentations ont tenté de réduire le nombre de condensateurs nécessaires en utilisant des scanners "à balayage". Comme de nombreux consommateurs s'y sont conformés à ce moment-là, cette méthode est très complexe et nécessite souvent plusieurs tentatives pour analyser correctement le résultat. Heureusement, ces jours-ci, la conception par simple pression et maintien est bien plus courante.

Synaptics a également dévoilé son dernier scanner capacitif FS4600 prenant en charge les nouvelles fonctionnalités de l'interface utilisateur. Celles-ci incluent la prise en charge des boutons logiciels servant de touches de navigation, les capacités de détection de force et la prise en charge des mouvements de balayage. Bien entendu, il ne s’agit pas du premier scanner à prendre en charge les geaures, le Nexus 5X, 6P et Google Pixel prennent en charge des fonctionnalités similaires, à l’instar du Huawei Mate S et de certains modèles Meizu. À l'avenir, de nombreux autres périphériques pourront prendre en charge diverses fonctions de balayage et de navigation à l'aide de leurs scanneurs d'empreintes digitales.

Scanners à ultrasons

La dernière technologie de numérisation d'empreintes digitales pour entrer dans l'espace du smartphone est un capteur à ultrasons, qui a tout d'abord annoncé être intégré au smartphone Le Max Pro. Qualcomm et sa technologie Sense ID jouent donc un rôle essentiel dans la conception de ce téléphone.

Pour saisir réellement les détails d'une empreinte digitale, le matériel consiste à la fois en un émetteur à ultrasons et en un récepteur. Une impulsion ultrasonore est transmise contre le doigt. Certaines de ces impulsions sont absorbées et certaines d'entre elles sont renvoyées vers le capteur, en fonction des crêtes, des pores et d'autres détails propres à chaque empreinte digitale.

Il n'y a pas de son en même temps. Rendu 3D de l'empreinte numérisée. La nature 3D de cette technique de capture en fait une alternative encore plus sûre aux scanners capacitifs.

Alors que le scanner d'empreintes digitales à ultrasons intégré de Qualcomm est utilisé, Vivo a montré qu'il se trouvait toujours dans un combiné commercial. Bien que moins rapide que les autres scanners, le prototype de Vivo parvient à masquer les scanners sous l’affichage du smartphone, ce qui pourrait également constituer une fonction utile. S'agissant des capteurs d'écran, Samsung et LG travaillent également sur leurs propres technologies internes.

Algorithmes et cryptographie

Alors que la plupart des scanneurs d'empreintes digitales sont basés sur des principes matériels similaires, des composants et des logiciels supplémentaires peuvent donc jouer un rôle majeur dans la différenciation.

Le scanner physique est accompagné d'un circuit intégré dédié qui interprète les données numérisées et les transmet au processeur principal de votre smartphone. Différents fabricants utilisent différents algorithmes pour identifier les principales caractéristiques des empreintes digitales, qui peuvent varier en vitesse et en précision.

En règle générale, ces algorithmes recherchent où se terminent les crêtes et les lignes ou bien où une crête se scinde en deux. Collectivement, ces caractéristiques et d’autres caractéristiques distinctives sont appelées minuties. Si une empreinte digitale numérisée correspond à plusieurs de ces minuties, elle sera considérée comme une correspondance. Ather ather,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si si impression.

ARM ARM TrustZone est utilisé pour protéger les données biométriques et cryptographiques du système d'exploitation riche.

Bien sûr, ces informations devaient être sécurisées sur votre appareil et pourraient être compromises. Plutôt que de télécharger ces données utilisateur en ligne, les processeurs ARM peuvent en assurer le suivi sur la puce physique à l’aide de la technologie TrustZone basée sur le Trusted Execution Environment (TEE). Cette zone sécurisée est également utilisée pour d'autres processus cryptographiques et pour communiquer directement avec des plates-formes matérielles sécurisées, telles qu'un scanner d'empreintes digitales, afin d'éviter toute surveillance de logiciels. Les informations approuvées non personnelles, telles que la clé de mot de passe, ne peuvent être utilisées que par les applications utilisant les API du client TEE.

Fido Alliance Fonctionnement de la connexion FIDO sans envoi d’informations personnellement identifiables.

Qualcomm considère que son architecture est sécurisée, tandis qu'Apple parle de «l'enclave sécurisée», mais repose sur le même principe de conservation de ces données sécurisées sur une partie distincte du processeur. Fonctionnement dans l'environnement de système d'exploitation normal. L’alliance FIDO (Fast IDentity Online) a mis au point de puissants protocoles cryptographiques pour permettre des échanges d’authentification sans mot de passe entre le matériel et les services. Vous pouvez ainsi vous connecter à un site Web ou à une boutique en ligne en utilisant votre empreinte digitale sans avoir à quitter votre smartphone. Ceci est accompli en transmettant des clés numériques plutôt que des données biométriques aux serveurs.