Explicado: diferentes tipos de lectores de huellas dactilares

Atrás quedaron los días en que los escáneres de huellas digitales se limitaban solo a los teléfonos inteligentes de alta gama. Hoy en día, los teléfonos con un precio tan bajo como $ 100 vienen con un lector de huellas dactilares para autenticar a los usuarios en el dispositivo. Además, no tenemos solo uno, sino varios tipos de escáneres de huellas dactilares.

Atrás quedaron los días en que los escáneres de huellas digitales se limitaban solo a los teléfonos inteligentes de alta gama. Hoy en día, los teléfonos con un precio tan bajo como $ 100 vienen con un lector de huellas dactilares para autenticar a los usuarios en el dispositivo. Además, no tenemos solo uno, sino varios tipos de escáneres de huellas dactilares.

Dado que los antiguos escáneres ópticos de huellas dactilares que prevalecían a principios autenticación biométrica – a los escáneres capacitivos relevantes actuales – a los más nuevos, los escáneres de ultrasonido. Aunque actualmente el tipo de escáner de huellas dactilares más utilizado es el escáner capacitivo, estamos empezando a ver que algunos fabricantes de teléfonos inteligentes adoptan el nuevo escáner ultrasónico de huellas dactilares en sus teléfonos inteligentes.

Para ayudarlo a comprender los tipos de escáneres de huellas digitales mencionados anteriormente y las diferencias entre cada uno, aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre estos escáneres de huellas digitales.

Las huellas dactilares son básicamente crestas y líneas presentes en las yemas de los dedos. Proporcionan a los usuarios un agarre entre los dedos y el objeto al crear fricción, para ayudarlos a agarrar mejor los objetos y evitar que se les caigan de la mano.

Cada individuo tiene una huella digital única y es muy poco probable que dos personas tengan el mismo patrón de huellas dactilares. Esta singularidad es lo que hace que las huellas dactilares sean la opción preferida para la seguridad biométrica en los teléfonos inteligentes.

Para poder utilizar las huellas dactilares para autenticarse en el dispositivo, todo el proceso consta de dos pasos:

Registro – Este es el primer paso del proceso e implica que los usuarios registren su huella digital del dedo preferido, que se utilizará en el futuro para autenticarlos en el dispositivo. El proceso consiste básicamente en escanear, analizar y almacenar huellas dactilares en forma codificada en una base de datos segura para referencia futura.

Verificación – Una vez que se registra y guarda una huella digital, se utilizará en el futuro para verificar y autenticar a los usuarios en el dispositivo cada vez que intenten acceder a él. Para ello, un escáner primero escanea la huella dactilar, guarda todos sus datos detallados asociados y luego la verifica con los presentes en su base de datos. Luego, dependiendo del resultado, permite o deniega el acceso del dispositivo al usuario.

Tipos de lectores de huellas dactilares

1. Escáneres ópticos de huellas dactilares

explicado: diferentes tipos de escáneres de huellas dactilares - escáner óptico de huellas dactilares

Como sugiere el nombre, un escáner óptico implica el uso de elementos ópticos (luz) para capturar y escanear huellas dactilares en un dispositivo. Esencialmente, el escáner funciona capturando una fotografía digital de la huella dactilar, luego usa algoritmos para encontrar patrones únicos de líneas y crestas, distribuidos en las diferentes áreas más claras y más oscuras de la imagen. Esta fotografía digital es una representación en 2D de los diversos patrones de crestas y líneas presentes en el dedo y, dado que también incluye detalles en las secciones más oscuras de la imagen, la misma se ilumina con una fuente de luz, generalmente un LED, para capturar una imagen detallada. imagen. La calidad del sensor de imagen juega un papel crucial en la obtención de una imagen detallada y de alta definición de la huella dactilar, lo que facilitaría la extracción de más datos de la imagen, aumentando así la seguridad.

Los escáneres ópticos prevalecieron en los primeros días de la tecnología de autenticación de huellas dactilares y rara vez se usan en la mayoría de los teléfonos inteligentes en la actualidad, excepto en algunos económicos.

Las posibles razones de una disminución en la adopción de escáneres ópticos parecen ser: el diseño de circuito voluminoso que dificulta que los fabricantes lo adapten a un diseño de factor de forma más pequeño, o el bajo nivel de seguridad que ofrece la imagen 2D de la huella dactilar, que se puede engañar fácilmente usando prótesis o imágenes de alta resolución.

2. Escáneres capacitivos de huellas dactilares

explicado: diferentes tipos de lectores de huellas dactilares - lector de huellas dactilares capacitivo

Siguiendo el nombre, uno puede hacerse una idea de la participación de los condensadores en los escáneres capacitivos. Para quien no lo sepa, un capacitor es un componente electrónico que almacena energía eléctrica en un campo eléctrico. En caso de que se esté preguntando sobre su papel en los escáneres capacitivos, es importante que primero comprenda que, a diferencia de los escáneres ópticos, que capturan una imagen 2D de la huella dactilar, los escáneres capacitivos capturan diferentes detalles de la huella dactilar usando solo señales eléctricas.

Lo hace mediante el uso de una serie de pequeños circuitos de condensadores, dispuestos en una matriz, para almacenar los datos de huellas dactilares capturados.

Durante el proceso de inscripción, el cambio de los patrones de las huellas dactilares (crestas y líneas) provoca un cambio en el proceso de inscripción, ya que la carga sería diferente para un dedo colocado en la placa capacitiva y diferente para el espacio de aire entre las crestas y las líneas.

Este cambio, en la carga del capacitor, se determina aún más usando un amplificador operacional (op-amp) y luego se registra usando un ADC (convertidor de analógico a digital).

Una vez que se captura una huella digital, todos sus datos asociados se analizan más a fondo para obtener información de huella digital única y luego se guardan para compararlos en el momento de la autenticación del usuario en el futuro. Dado que en este proceso no interviene la captura de imágenes 2D, los datos de las huellas dactilares son mucho más seguros que los datos de un escáner óptico.

Y por lo tanto, un escáner capacitivo no se puede engañar fácilmente usando prótesis o fotografías de la huella dactilar, razón por la cual estos escáneres son más populares y ampliamente utilizados en una amplia gama de teléfonos inteligentes actualmente en el mercado.

3. Escáneres ultrasónicos de huellas dactilares

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Esta es la última tecnología de escaneo de huellas dactilares, que recientemente comenzó a aparecer en los teléfonos inteligentes. A diferencia de los otros dos tipos de escáneres de huellas dactilares, que implican el uso de luz o condensador, un escáner ultrasónico, por otro lado, utiliza sonido ultrasónico de muy alta frecuencia. Además, también requiere el uso de una combinación de un transmisor ultrasónico y un receptor ultrasónico.

El proceso implica el uso de un pulso de ultrasonido, que se envía a través del transmisor de ultrasonido al dedo que descansa sobre el escáner. Tan pronto como este impulso golpea el dedo, parte de él se transmite, mientras que otra parte se refleja.

Este pulso reflejado luego es recogido por un receptor ultrasónico que, dependiendo de la intensidad del pulso, captura una representación 3D de la huella dactilar. Este cambio en la intensidad del pulso se debe a la textura del dedo, que forma crestas y líneas.

Para poder detectar el cambio de intensidad del pulso ultrasónico reflejado, el receptor ultrasónico tiene en cuenta la tensión mecánica de la huella dactilar en el escáner.

Cuanto más tiempo permanezca un dedo en el escáner, más detalles podrá capturar y producir una representación 3D detallada de la huella dactilar. Sin embargo, una desventaja de este tipo de método de escaneo de huellas digitales es que no es tan rápido como otros métodos de escaneo de huellas digitales.

Por otro lado, el escáner hace un gran trabajo al permitir que los fabricantes eliminen o minimicen los biseles alrededor de la pantalla, lo que solo es posible porque el escáner se puede implementar fácilmente debajo de la pantalla.

Seguridad

A pesar de los diferentes tipos de tecnología de escaneo de huellas dactilares utilizadas por los escáneres ópticos, capacitivos o ultrasónicos, la idea básica detrás del uso de un escáner de huellas dactilares es la misma: garantizar un alto nivel de seguridad en el dispositivo, sin que los usuarios tengan que recordar todos y cada uno de ellos. combinación de nombre de usuario o contraseña.

Para hacer las cosas más seguras, el hardware y el software básicos que se encuentran en los tres tipos diferentes de escáneres de huellas dactilares también vienen con algunos otros componentes de hardware, además del software.

Por ejemplo, se utiliza un IC dedicado con escáneres para almacenar datos de huellas dactilares y transmitirlos a otros componentes de procesamiento. La información se mantiene segura en el dispositivo para evitar cualquier tipo de interferencia de otros procesos y también evitar que otros componentes del dispositivo accedan a datos tan importantes.

En el caso de un teléfono inteligente Android, esta tarea la realiza un procesador ARM, que almacena de forma segura los datos de las huellas dactilares en un chip seguro, al que llama Trusted Execution Environment (TEE), mientras que, en un dispositivo Apple, lo mismo es seguro. guardado en un arreglo similar, que Apple llama Secure Enclave.