تم تقديم ماسح بصمات الأصابع لأول مرة مع iPhone 5S ، وأصبح مركز جذب للعديد من المتحمسين للتكنولوجيا. في وقت لاحق ، تم اعتماد التكنولوجيا من قبل الشركات المصنعة للهواتف الذكية الأخرى أيضًا.
الآن ، لا يقتصر ماسح بصمات الأصابع على الهواتف المتطورة فحسب ، بل إنه متاح مع الهواتف الأخرى أيضًا. هناك أنواع مختلفة من ماسحات بصمات الأصابع المتوفرة في السوق ، والتي تشمل ماسح ضوئي ضوئي ، وماسحة سعوية ، وماسح فوق صوتي ، واعتمادًا على التكنولوجيا ، تستخدم الهواتف الذكية المختلفة أنواعًا مختلفة من ماسح بصمات الأصابع. الماسحات الضوئية لبصمات الأصابع المستخدمة في الغالب في الهواتف الذكية هي ماسحات ضوئية سعوية و الماسحات فوق الصوتية . إذن ، فيما يلي وصف موجز لكيفية عمل الماسحتين المستخدمتين على نطاق واسع:
الماسح الضوئي السعوي
هذا هو واحد من ماسحات بصمات الأصابع المستخدمة على نطاق واسع في الهاتف الذكي ، والتي تستخدم سلسلة من المكثفات لجمع المعلومات حول بصمة الإصبع.
يتم جمع المعلومات عن طريق توصيل هذه السلسلة من المكثفات بألواح موصلة ، وبما أن المكثفات قادرة على تخزين الشحنات الكهربائية ، يتم تخزين المعلومات بسهولة.
تتغير الشحنة المخزنة في المكثف مع حركة الإصبع ومع وجود فجوة هوائية تظل الشحنة دون تغيير. يتم تتبع التغييرات في شحنة المكثف من خلال دائرة تكامل op-amp ، ويتم تسجيلها بواسطة محول تناظري إلى رقمي.
بعد التقاط البيانات الرقمية ، يمكن تحليلها للتعرف على سمات بصمات الأصابع الفريدة التي يمكن حفظها للمقارنة في مرحلة لاحقة.
الجانب الفريد حول الماسح بالسعة هو أن لا يمكن تكرار الردود التي يتم إجراؤها بواسطة بصمات الأصابع مع صورة ويصعب خداعها باستخدام الأطراف الصناعية أيضًا . ويرجع ذلك أساسًا إلى استخدام مواد مختلفة لتسجيل التغيرات المختلفة في شحنة المكثف. ال الطريقة الوحيدة لخرق الأمان هي اختراق الأجهزة أو البرامج . من خلال إنشاء مجموعة كبيرة من الماسح الضوئي المكثف يساعد في إنشاء صورة واضحة ومفصلة للغاية لحواف ووديان بصمة الإصبع. يعني العدد الأكبر من الماسحات الضوئية وضوحًا أفضل ومزيدًا من الأمان .
الماسح الضوئي بالموجات فوق الصوتية
الماسح الضوئي بالموجات فوق الصوتية هو الأحدث في عالم الهواتف الذكية ويمكن رؤيته في معظم الهواتف المتطورة في الوقت الحاضر. يتكون الجهاز من جهاز إرسال وجهاز استقبال لالتقاط بيانات بصمات الأصابع.
عندما يتم وضع إصبع على الماسح الضوئي ، يتم إرسال موجة فوق صوتية. يتم امتصاص جزء من الموجة المنقولة بينما يموت البعض الآخر ، اعتمادًا على النتوءات والمسام والتفاصيل الأخرى التي تنفرد بها بصمة الإصبع. يتم فحص شدة الموجة المرتدة من خلال جهاز استشعار يستخدم الضغط الميكانيكي لحساب شدة نبضات الموجات فوق الصوتية العائدة عند نقاط مختلفة من الماسح الضوئي.
ينتج عن المسح لفترة أطول إعادة إنتاج ثلاثية الأبعاد مفصلة للغاية لبصمة الإصبع الممسوحة ضوئيًا . هذا الاستنساخ ثلاثي الأبعاد للصور يجعلها أكثر أمانًا عند مقارنتها بالماسحات الضوئية الأخرى .
الخوارزميات والتشفير
ال تتم معالجة البيانات الممسوحة ضوئيًا لبصمات الأصابع من خلال خوارزميات مختلفة تختلف من حيث السرعة والدقة . الماسحات الضوئية مرفقة بدائرة متكاملة مخصصة تساعد في تفسير البيانات ثم إرسالها إلى المعالج لاستخدامها بطرق مختلفة.
تبحث معظم الخوارزميات عن النتوءات ، أو تنتهي الخطوط ، أو حيث تنقسم سلسلة التلال إلى قسمين. من خلال جمع أنماط مختلفة وميزات مميزة ، يتم إنشاء تفاصيل دقيقة وعندما تتطابق بصمة الإصبع الممسوحة ضوئيًا مع أي من التفاصيل الدقيقة ، يتم تنفيذ وظيفة معينة. لا تقلل مقارنة التفاصيل الدقيقة من قوة المعالجة المطلوبة لتحديد بصمات الأصابع المختلفة فحسب ، بل إنها توفر أيضًا الكثير من الوقت.
كما أنه يقلل من فرص الخطأ إذا كانت البصمة الممسوحة ضوئيًا مرقطة وتسمح للطباعة الجزئية باتخاذ إجراء. الآن ، للحفاظ على البيانات التي تم التقاطها آمنة ، بدلاً من وضعها على الإنترنت ، تحتفظ معالجات ARM بهذه المعلومات على الشريحة المادية باستخدام تقنية TrustZone القائمة على بيئة التنفيذ الموثوقة (TEE) .
تُستخدم هذه المنطقة الآمنة أيضًا في عمليات التشفير الأخرى. تقوم الهواتف الذكية المزودة بـ Qualcomm بحفظ هذه البيانات على بنية MSM الآمنة بينما تأخذ Apple هذه البيانات إلى 'Secure Enclave' ولكن مبدأ الجذر هو نفسه لكليهما.
استنتاج
أصبحت الماسحات الضوئية لبصمات الأصابع طريقة بديلة فعالة لتأمين البيانات ومن المرجح أن يتم تبنيها من قبل عدد أكبر من الشركات في هواتفها المحمولة في المستقبل القريب. ليس فقط لتشغيل الهاتف ولكن ، تم اعتماد هذه التقنية على نطاق واسع لأنظمة الدفع عبر الهاتف المحمول الآمنة أيضًا.
