در دنیای امروز، حفاظت از اطلاعات و دارایی‌های شخصی از اهمیت بالایی برخورداره. در حالی که قفل‌ها و رمز عبور به طور سنتی برای محافظت از وسایل ما استفاده می‌شدند، اما این روش‌ها همیشه قابل اعتماد نیست. قفل‌ها میتونن شکسته بشن و رمز عبور میتونه هک بشه. به همین دلیل، فناوری‌های بیومتریک مانند اسکنر اثر انگشت به طور فزاینده‌ای محبوب شده.
در این مقاله، به بررسی جامع سنسورهای اثر انگشت می‌پردازیم. ما انواع مختلف سنسورها، نحوه عملکرد آنها و مزایا و معایب هر کدام را بررسی خواهیم کرد. همچنین به برخی از نکات مهمی که باید هنگام انتخاب سنسور اثر انگشت برای دستگاه خود به آنها توجه بکنید، می‌پردازیم. پس با تکنودات همراه باشید.
تمام سنسورها با ثبت نقشه‌ای از اثر انگشت و مقایسه آن با الگوی ذخیره‌شده در دستگاه عمل میکنن. در صورت تطابق، قفل دستگاه باز می‌شود یا دسترسی به آن مجاز خواهد شد.
اسکنرهای اثر انگشت نوری، با برخورداری از سابقه‌ای طولانی، اولین فناوری مورد استفاده در تشخیص اثر انگشت به شمار میرن. این اسکنرها از نور مرئی و یک حسگر تصویربرداری برای ثبت دقیق اثر انگشت بهره میگیرن. عملکرد این فناوری بر اساس گرفتن تصویری از اثر انگشت و تبدیل آن به فرمت دیجیتاله.
فرایند اسکن توسط یک میکروچیپ حساس به نور، از نوع CCD (دستگاه بار جفت‌شده) یا CMOS (نیمه‌هادی اکسید فلز مکمل)، انجام میشه. این میکروچیپ الگوهای منحصربه‌فرد خطوط برجسته و فرو رفته (تلال و تحدب) روی اثر انگشت را تشخیص میده. بازتاب متفاوت نور از این خطوط، امکان ترجمه الگوهای فیزیکی به کدهای باینری (۰ و ۱) را برای اسکنر فراهم میکنه. بدین ترتیب، یک کلید دیجیتال منحصر به فرد برای هر کاربر ایجاد میشه.
ترکیبی از دقت، استحکام و سادگی، اسکنرهای اثر انگشت نوری را به گزینه‌ای ایده‌آل برای طیف وسیعی از محیط‌ها، از سیستم‌های امنیتی گرفته تا ابزارهای فناوری شخصی، تبدیل کرده. با این حال، این فناوری معایبی نیز دارد که از آن جمله می‌توان به امکان جعل اثر انگشت اشاره کرد.
اسکنرهای اثر انگشت خازنی برای سال‌ها عنصری کلیدی در امنیت تلفن‌های هوشمند بودن. اگرچه این فناوری پیش از آن نیز وجود داشت، اما آیفون ۵S بود که توجه ویژه‌ای را به آن جلب کرد. سطح این اسکنر از یک ماده‌ی رسانا (مانند مس یا اکسید ایندیم قلع) تشکیل شده که به مدارهای خازنی زیرین متصلن.
هنگام فشار دادن انگشت بر روی سنسور، برجستگی‌های اثر انگشت (قل‌ها) به دلیل تماس بیشتر با سنسور، تأثیر متفاوتی بر خازن نسبت به فرورفتگی‌ها (کف‌ها) میزارن. این سنسور با دقت، تغییرات در ذخیره‌سازی بار الکتریکی را اندازه‌گیری کرده و بدین ترتیب، نقشه‌ای دقیق از اثر انگشت را ترسیم میکنن.
اندازه کوچک سنسورهای خازنی، آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای ادغام در تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها تبدیل کرده. حساسیت کمتر این اسکنرها به جعل اثر انگشت در مقایسه با سنسورهای نوری، برتری امنیتی آنها را نشان میده. علاوه بر این، قابلیت تشخیص حرکت، امکاناتی مانند دکمه‌های لمسی، حسگرهای فشار و عناصر رابط کاربری تعاملی را برای سازندگان فراهم میسازه.
با این وجود، حساسیت به وضعیت پوست (خیلی خشک یا خیلی مرطوب) از جمله محدودیت‌های این فناوریه؛ چرا که بر هدایت الکتریکی و در نتیجه، بر کیفیت اسکن اثر انگشت تأثیر میزاره.
اسکنرهای اثر انگشت فراصوت، با ورود به عرصه فناوری، نوآوری و تجربه‌ای لوکس را در زمینه احراز هویت به ارمغان آوردن. اگرچه این فناوری نسبت به روش‌های سنتی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر نیست، اما راه را برای توسعه‌ی روش‌های پیشرفته‌ی اسکن درون صفحه‌نمایش هموار میکنه.
عملکرد این تکنولوژی مشابه با سونوگرافی پزشکیه. سنسورهای اثر انگشت فراصوت، پالس‌های صوتی با فرکانس فراتر از حد شنوایی انسان (فراصوت) را به سمت انگشت کاربر منتشر میکنن. تراکم‌های متفاوت خطوط و فرورفتگی‌های اثر انگشت، باعث ایجاد شدت پژواک (اکو) متفاوتی هنگام برخورد با این پالس‌ها می‌گردد. سپس، سنسور با پردازش هوشمندانه‌ی این تغییرات پژواک، موفق به ترسیم یک نقشه‌ی اثر انگشت سه‌بعدی با جزئیات کامل می‌شود.
ارزش اصلی اسکنرهای فراصوت در مقایسه با سنسورهای نوری و خازنی، ارائه تصویری سه‌بعدی به جای بازنمایی دو بعدیه. این عمق سه‌بعدی، علاوه بر ارتقای دقت اسکن اثر انگشت، امنیت دستگاه را نیز به طور قابل توجهی افزایش میده و در برابر جعل اثر انگشت (Spoofing) بسیار مقاومه.
یکی از مزایای برجسته‌ی اسکنرهای فراصوت، توانایی آنها در عبور از آلودگی‌های سطحی مانند گرد و غبار، چربی و رطوبته. این ویژگی، امکان اسکن دقیق و بی‌وقفه را در شرایط مختلف محیطی فراهم میاره. با وجود این برتری‌های فنی، تازه‌گی این فناوری به معنای قیمت بالاتر و سرعت اسکن پایین‌تر نسبت به سنسورهای نوری و خازنیه.
با در نظر گرفتن مجموع این عوامل، اسکنرهای اثر انگشت فراصوت را می‌توان راهکاری ایده‌آل برای ارتقای امنیت دستگاه‌های هوشمند و همچنین تسهیل فرآیند احراز هویت در سطحی بهینه تلقی کرد.
عملکرد و قابلیت‌های اسکنرهای اثر انگشت فراتر از سخت‌افزار فیزیکی سنسور بوده و نرم‌افزار و اجزای جانبی آن نیز نقشی اساسی ایفا میکنن. الگوریتم‌های تشخیص اثر انگشت در بین تولیدکنندگان مختلف، متمایز هستند و همین امر منجر به تفاوت در سرعت و دقت آنها میشه.
یکی از عناصر کلیدی در این زمینه، مدار مجتمع اختصاصی (Integrated Circuit – IC) است که وظیفه پردازش داده‌های اسکن شده را بر عهده داره. این مدار با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته، اقدام به شناسایی ویژگی‌های منحصربه‌فرد اثر انگشت مانند قوس‌ها، حلقه‌ها و چرخش‌ها میکنه. این فرآیند ضمن بهبود سرعت عملکرد، امکان پذیرش اثر انگشت‌های ناقص یا کثیف را فراهم می‌آورد و در عین حال، نیاز به پردازش پرقدرت را کاهش میده و موجب افزایش قابلیت اطمینان عملکرد اسکنر میشه.
اسکنرهای نوری: این نوع اسکنرها از لحاظ سرعت عملکرد و قابلیت جایگیری زیر نمایشگر برتری دارن، اما در مقابل، در برابر جعل اثر انگشت آسیب‌پذیرن.
اسکنرهای خازنی: این اسکنرها از سرعت مشابه اسکنرهای نوری برخوردار بوده و از امنیت بالاتری نیز بهره‌مند هستن، اما امکان پنهان شدن زیر نمایشگر را ندارن.
اسکنرهای فراصوت: این اسکنرها ترکیبی از سرعت عملیاتی مناسب، امنیت برتر و قابلیت عملکرد زیر شیشه را ارائه میدن و از قیمت بالاتری نیز برخوردار هستن.
در دنیای کنونی فناوری اسکن اثر انگشت، انتخاب بین این ویژگی‌ها مستلزم اولویت‌بندی نیازمندی‌ها و پذیرش برخی محدودیت‌هاست. با این حال، نوآوری‌های آتی می‌تواند ما را شگفت‌زده بکنه. در حال حاضر، توصیه میشه اثر انگشت خود را ثبت کرده، یک رمز عبور قوی انتخاب بکنین و از بهترین فناوری موجود نهایت بهره را ببرین.
منبع : تکنودات مرجع اخبار تکنولوژی
