Spis treści:
Stopniowo ewoluując w zaawansowane technologicznie skanery, które odczytują markery biologiczne z dokładnością sięgającą 100%, jest wybierana coraz chętniej także w projektach komercyjnych i amatorskich. Nie znaczy to jednak, że znikła z sektorów przemysłu czy nauk opartych na biologii, gdzie wciąż rewolucjonizuje branżę uwierzytelniania w błyskawicznym tempie. W artykule przyjrzymy się atutom technologii odczytu linii papilarnych.
Biometria w praktyce
Nowoczesna technologia biometryczna rozpoczęła się w latach sześćdziesiątych XX wieku. Już wtedy Departament Imigracji USA wykorzystywał dane biometryczne ubiegających się o wizę w portach wjazdowych w celu kontroli przestępczości i ułatwienia podróży milionom legalnych podróżnych, a Departament Obrony gromadził odciski palców, wizerunki twarzy, próbki głosu, obrazy tęczówki i wymazy DNA w celu śledzenia i identyfikowania zagrożeń bezpieczeństwa narodowego. Prezydent G. Bush wprowadził obowiązek posiadania osobistych kart identyfikacyjnych przez cały personel rządowy, a zautomatyzowane bazy danych odcisków dłoni zostały wdrożone w całym kraju. W 2008 roku po raz pierwszy zatrzymano terrorystę na granicy wyłącznie dzięki porównaniu danych biometrycznych.
To uzasadnione praktyką podpowiedzi w kwestii tego, gdzie przydają się czytniki linii papilarnych. Technologia biometryczna nadal wspiera identyfikację, ale zmiana nastąpiła w 2013 roku, kiedy Apple wprowadziło Touch ID w iPhonie 5S. Biometria przestała być narzędziem rządowym i została wykorzystana przez społeczeństwo. Samsung i Apple wbudowały biometryczne skanery linii papilarnych w smartfony, aby uwierzytelnić miliony użytkowników, a opinia przyjęła tę integrację z otwartymi ramionami. Wkrótce Apple przeszedł na rozpoznawanie twarzy w iPhonie X.
Jak działa czytnik linii papilarnych?
Skanery palca identyfikują na na podstawie unikalnych wzorów linii papilarnych na powierzchni skóry. Osoba umieszcza palec na powierzchni czytnika, który jest zwykle wykonany z twardego materiału, na przykład szkła, i z wykorzystaniem diod LED, choćc czytniki używają różnych technik takich jak ultradźwiękowe skanowanie, aby zebrać obraz linii papilarnych.
Spójrzmy jednak na metodę optyczną. Tutaj emitowane przez diody LED światło zostaje odbite od powierzchni skanera palca i odebrane przez czujnik obrazu oparty na technologii CCD bądź CMOS. Zebrane obrazy linii papilarnych są przekształcane na dane cyfrowe za pomocą algorytmów komputerowych. W przypadku optycznych czytników, obraz jest fotografowany, a następnie przetwarzany na cyfrowy format.
Algorytmy porównujące porównują wzorzec podany do czytnika z wzorcami przechowywanymi w bazie danych – czymś w rodzaju szablonów. Jeśli występuje dopasowanie, system uznaje osobę za prawidłowo uwierzytelnioną, umożliwiając dostęp do urządzenia lub systemu. Stąd już tylko krok dla wprawnego elektronika, który może stworzyć cały system integracji z innymi narzędziami bezpieczeństwa, na przykład ze wsparciem platformy Arduino.
CCD i CMOS a linie papilarne
CCD jest rodzajem półprzewodnikowego układu detekcyjnego, który konwertuje światło na ładunkowe sygnały elektryczne. Na powierzchni układu CCD znajduje się siatka pól, z których każde jest zdolne do przechowywania ładunku elektrycznego. Kiedy światło pada na poszczególne piksele, czyli elementy obrazu, generują one ładunek, który jest przesyłany przez siatkę pól do końcowego elementu wyjściowego do odczytu i przetwarzania. Rozwiązania CCD są szczególnie zalecane w warunkach słabego oświetlenia i mniej podatne na szumy od CMOS, choć zwykle bardziej kosztowne w produkcji i wymagające energii. CMOS również jest rodzajem półprzewodnikowego układu detekcyjnego. Każdy piksel w matrycy CMOS ma własny tranzystor, który konwertuje światło na sygnał elektryczny. Te sygnały są następnie wzmacniane, przetwarzane i przesyłane do dalszej obróbki. Energooszczędność i łatwość produkcji czyni go tańszym od CCD. Stawiają na niego smartfony, aparaty cyfrowe i kamery internetowe webcam – wszystko to z racji na odporność na uszkodzenia mechaniczne, rosnącą wydajność i jakość obrazu. Wszystko to zbliża technologię CMOS do osiągnięć technologii CCD.
Skanery linii papilarnych oparte na CCD działają na podobnej zasadzie jak inne urządzenia wykorzystujące technologię CCD. Światło pada na linie papilarne na palcu, a piksele w matrycy CCD generują ładunkowe sygnały elektryczne na podstawie oświetlonego obszaru. Te sygnały są następnie przetwarzane w celu utworzenia obrazu linii papilarnych. Skanery linii papilarnych oparte na technologii CMOS wykorzystują natomiast matrycę pikseli CMOS, gdzie każdy piksel ma własny tranzystor do rejestrowania światła padającego na linie papilarne. Sygnały są odczytywane i przetwarzane w każdym pikselu, co pozwala na uzyskanie obrazu. Świadomy wybór to przede wszystkim określenie priorytetów. Ujmijmy to tak: jeśli zależy Ci na wysokiej jakości obrazu, zwłaszcza w słabych warunkach oświetleniowych, technologia CCD może być lepszym wyborem. Jeśli priorytetem jest minimalizacja zużycia energii, zwłaszcza w przenośnych urządzeniach, to w tym aspekcie prowadzi CMOS. Podobnie jeśli kluczowym czynnikiem jest budżet. Jeśli urządzenie jest narażone na intensywne użytkowanie i ryzyko uszkodzeń mechanicznych, to również bardziej odporna jest CMOS. Wydaje się, że główny atut CCD w przypadku czytników linii papilarnych to przede wszystkim wyróżnia się doskonałą jakością obrazu i nic ponad to. Jednak różnica może stać się naprawdę odczuwalna w przypadku szumów i zakłóceń sygnału, efektu rolling shutter przy szybkich ruchach przesuwania i wreszcie w naukowych zastosowaniach obrazowania.
Skaner palca w domu i w pracy - dlaczego warto
…i czy to nie fanaberia? Cóż. 5G jest gotowe do umieszczenia Internetu rzeczy (IoT) i dużych zbiorów danych w tylnej kieszeni spodni. Organy i grupy normalizacyjne takie jak FIDO i W3C nie tylko uznają biometrię, ale także ją regulują. Bezpieczeństwo oparte na biologii jako futurystyczna koncepcja zostało zastąpione powszechną akceptacją i wyścigiem w celu wdrożenia technologii biometrycznych. Za wyborem czytnika linii papilarnych stoją nie tylko bezpieczeństwo, ale i wygoda znana ze zgranej, zgodnej automatyki budynkowej. To brak konieczności pamiętania haseł, noszenia kart dostępu, przyśpieszenie procesów logowania, łatwość zarządzania i niezmienność linii papilarnych, o co zadbała już za nas natura.
