В смартфонах уже стал чем-то привычным. Для владельца мобильного телефона наличие сканера – показатель того, что производитель заботится об удобстве и безопасности своих пользователей. Впрочем, современные дактилоскопы используют не только для повышения безопасности устройства – у этих модулей со временем появилось множество самых разных функций.

С начала года на белорусский рынок вышло несколько новинок компании Huawei. Мы остановимся на трех последних: флагманском смартфоне бизнес-класса Mate 8 и смартфонах серии G – GR5 и G8, которые, как и флагман, оснащаются сканерами отпечатков пальцев . Причем сканеры эти – адаптивные, то есть их точность повышается с каждым распознанным отпечатком.

О том, что же могут дактилоскопические датчики смартфонов Mate 8, GR5 и G8, мы и расскажем в нашем обзоре.

1) Доступ к личным файлам

Современный смартфон – это телефон, органайзер, камера, а также полноценный рабочий диск, на котором могут храниться важные файлы и личная информация. Надежно защитить свои документы и фото можно с помощью сканера отпечатка пальца . Для этого в настройках сканера надо зайти в «Доступ в личное» и включить соответствующие разрешения.

2) Разблокировка приложений

Уберечь смартфон от несанкционированного доступа со стороны детей бывает непросто. В новостях то и дело мелькают истории, в которых ребенок закупил в онлайн-магазине вещей или пару танков на круглую сумму. Чтобы избежать подобных неприятностей, но и не прятать свой телефон от детей, доступ к таким приложениям лучше настроить через подтверждение отпечатка пальца. Для этого в настройках сканера нужно включить «Доступ к заблокированным приложениям».

3) Мгновенная разблокировка смартфона

В смартфонах Mate 8, GR5 и G8 компания Huawei сократила время срабатывания датчика отпечатков пальцев до 0.5 с. Всего одно касание – и смартфон разблокирован. Очень быстро и удобно – не нужно каждый раз вспоминать комбинацию из букв и цифр.

Дактилоскопический датчик оказывается удобнее и графического ключа, ведь рисовать сложные рисунки на экране – долго, а простые не слишком надежны, да и повторить их не составляет большого труда.

4) Ответ на входящий вызов

Чтобы ответить на входящий вызов, мы чаще всего используем две руки: в одну берем смартфон, а пальцем второй проводим по экрану. Но иногда второпях или пытаясь ответить на вызов одной рукой, мы можем случайно сбросить важный звонок. Со сканером отпечатков пальцев на смартфонах Huawei Mate 8, GR5 и G8 ответить на входящий вызов можно, просто приложив палец к сенсору и удерживая его, пока не начнется разговор.

5) Использование сканера отпечатков для фотосъемки

В открытом приложении «Камера» дактилоскопический датчик можно использовать как кнопку спуска затвора.

Выбрав подходящий ракурс, надо приложить палец к сканеру и удерживать его. Для тех, кто часто пользуется фотоаппаратом, такой способ может оказаться удобнее, чем касание экрана большим пальцем.

При съемке селфи сканер и вовсе незаменим. В этом случае смартфон удобно лежит в руке, а кнопка сенсора находится аккурат под указательным пальцем.

6) Сканер или тачпад для смартфона?

Возможность использовать сканер отпечатков пальцев в качестве своеобразного тачпада – еще одна необычная функция смартфонов.

Mate 8, GR5 и G8 можно настроить на выполнение возврата на один шаг назад при касании датчика. Удержание пальца на сенсоре вернет пользователя на главный экран, а свайп по сканеру снизу вверх вызовет диспетчер приложений. Вызов шторки – это свайп сверху вниз. Чтобы закрыть ее, нужно совершить обратное движение пальца по датчику.

Такая вот своеобразная альтернатива наэкранным клавишам смартфона для тех, кто ищет разнообразие.

7) Выключение будильника

С помощью дактилоскопического датчика можно выключить будильник, даже не открывая глаза. Принцип действия такой же, как и при фотографировании или ответе на звонок: подушечка пальца прикладывается к сканеру и удерживается на нем, пока сигнал не прекратиться. Выключили? Тогда пора все же проснуться.

8) Подтверждение оплаты и аутентификация на сайтах

Со сканером отпечатков пальцев можно мгновенно войти на сайт, подтвердить покупки в интернет-магазине или онлайн-сервисе. Пожалуй, именно эта функция больше всего повлияла на быстрое распространение дактилоскопов в смартфонах.

В прошлом году поддержка подтверждения оплаты с помощью сканера отпечатка появилась и в Google Play.

Дактилоскопические датчики в смартфонах Huawei постепенно становятся такой же привычной частью, как модуль Wi-Fi . Точность и скорость распознавания этих сканеров обеспечивает максимум комфорта при работе со своими персональными устройствами.

Использовать ли сканер отпечатков пальцев для оплаты и аутентификации или применять для этого сложные пароли, каждый решает сам. Но всего за два года удобство и выгоды от работы с этими сенсорами оценили и пользователи, и производители.

Первым смартфоном, который получил сканер отпечатков пальцев, стал iPhone 5S. Спустя определенное время подобную функцию начали использовать и другие производители в устройствах средней ценовой категории. На данный момент сканер уже можно встретить даже в бюджетных вариантах. В статье рассмотрим наиболее интересные телефоны с описываемой функцией.

Что можно сказать о внешнем виде данной модели? Этот телефон выглядит так же, как и предыдущая модификация - iPhone 6s. Разница между ними в том, что «старшая» модель имеет большие габариты. Два телефона идентичны, если рассматривать их вместе. Покупатели не называют это недостатком. В целом у производителя всегда удавался хороший и играющий интересными нотками дизайн, который радует владельцев несколько лет.

Из-за рамок возле дисплея телефон кажется несерьезным, особенно сильно они выделяются в белом цвете на передней части. Этим данная деталь отличается от оформления экрана на iPhone 5S. Вес приспособления стал заметно больше, чем был ранее. Габариты увеличены немного (толщина на 0,2 см, ширина - 0,1 см), а вес - на 20 грамм. Общая масса устройства составила 192 г. Разница вроде бы несущественная, но при использовании смартфона сильно чувствуется. Но в целом эксплуатация вполне комфортная и удобная. Владельцы iPhone 6S Plus этот фактор минусом не считают.

Компания чересчур озабочена тем, что хочет увеличить габариты телефона, поэтому эргономичность пострадала. Иногда неудобно пользоваться боковыми клавишами - они слишком высоко. И если еще кнопка блокировки используется не сильно часто, то из-за постоянного нажатия на «качели» громкости, до которых трудно дотянуться, у человека портится впечатление о смартфоне. Подобная проблема была и при работе с экраном iPhone 5S.

Корпус сделан из качественных материалов. Боковые панели и тыльная часть созданы из алюминия. На экране находится специальное Сборка на высшем уровне, к ней нет никаких претензий.

Samsung Galaxy S7 Edge

Внешний вид данного смартфона со сканером отпечатка пальца был создан на базе телефонов S6 Edge и S6 Edge+. Однако компании удалось совместить все идеи таким образом, чтобы дизайн не повторялся и имел какие-то различия - свои особенности. На лицевой части можно заметить, что загиб виднеется не только сбоку, но еще сверху и снизу.

С этим же южнокорейский производитель смог поднять уровень сборки телефона. Были применены новые технологии. Между рамкой из металла и стекла практически нет зазора. Может показаться, что последний материал перетекает и дополняется прочной вставкой. За счет такого панель намного лучше выглядит, она более аккуратная.

Тыльная поверхность телефона с отпечатком пальца сделана тоже из стекла. По бокам оно загибается. Подобное решение уже встречалось в приспособлении Galaxy Note 5. В этой же модели оно намного лучше проявило себя.

Итак, в чем же заключается новое оформление данного телефона? Производитель использовал свои старые наработки, сделал их мощнее и использовал их все вместе в одном устройстве. Смартфон действительно отлично выглядит, привлекает взор, не надоедает, и эксплуатировать его одно удовольствие.

Корпус имеет скругленные грани, поэтому они неострые. Однако телефон от такого решения хуже не стал. Металл шероховатый, соответственно держать приспособление в руке намного проще. Стекло назвать цепким сложно. Оно хоть и покрыто олеофобным материалом, однако легко собираются отпечатки пальцев. Чтобы удалить их с поверхности, достаточно протереть маленькой тряпочкой.

Размер гаджета - 15 × 7,2 × 0,7 см. Весит прибор - 157 г. Он намного меньше, чем многие другие 5,5-дюймовые приспособления. Экран занимает всего лишь 80 % поверхности телефона. Из-за того, что дисплей изогнутый, может показаться, будто рамки отсутствуют. Имеется выступ, необходимый для защиты экрана.

Данный смартфон несильно отличился от предыдущих вариантов - в нем также установлен сканер отпечатков пальцев. Он находится в клавише «Домой». Не заметить ее сложно, так как расположилась она под экраном. Кнопка крупная, на нее легко нажимать. Сканер работает превосходно - отклик моментальный. Срабатывает он даже при касании влажным пальцем - прибор водонепроницаемый.

Описываемый далее телефон мало чем отличается от модели Redmi Note 3. Данная модификация также продается в нескольких цветовых вариантах. Корпус не разбирается. На верхней и нижней частях имеются вставки из пластика. От металла по внешнему виду их отличить сложно. Нужны они для того, чтобы хорошо функционировали антенны.

Сверху телефона с отпечатком пальца можно заметить разъем для работы с наушниками. Тут же расположился микрофон и инфракрасный порт. На нижней панели локализуется разъем для присоединения «микро-USB». Рядом с ним находится основной микрофон. Слева встроен слот, который нужен для подключения карточки сотового оператора, справа - клавиши включения/выключения телефона и регулировки громкости. Кнопки являются сенсорными, они находятся на основной панели и не занимают много места на ней.

На задней части можно заметить основную матрицу, тут же есть вспышка и встроен сканер отпечатков пальцев. Ни один из перечисленных деталей не выступает за корпус смартфона Xiaomi Redmi Note 3 Pro.

Панель не разбирается, поэтому телефон создает монолитное ощущение. Люфт и скрипы не могут присутствовать, ведь попасть внутрь устройства невозможно, а соответственно, заметить какие-то недостатки сложно. Эргономика телефона обычная. Пользоваться им удобно. Глянцевые элементы отсутствуют, приспособление гладкое. В ладони лежит отлично, не скользит и не врезается в нее.

Данная модель, как уже понятно, имеет сканер. Он работает прекрасно, распознает быстро - этот процесс занимает не больше 0,5 сек. Иногда может не срабатывать, но, как правило, дело в том, что человек неправильно приложил палец. Данный недостаток некритичен.

Meizu M3 Note

Данный производитель взял в правило подражать Apple, соответственно потенциальные покупатели уже давно этому не удивляются. Однако телефон, о котором пойдет речь далее, был создан под вдохновением сразу нескольких «шедевров». Если взглянуть на приспособление, а точнее, на его лицевую часть, то оно будет напоминать 6S+ от американского «яблока». Задняя же панель схожа с китайским Xiaomi, о котором мы рассказали выше. Это устройство нередко называют хорошим телефоном с отпечатком пальца.

Дисплей имеет размер 5,5 дюймов. На лицевой части можно заметить динамик, фронтальную камеру, датчики, а также клавишу со встроенным сканером отпечатков пальцев, индикатор уведомлений. Все это расположено максимально удобно. Сканер, а точнее, его кнопка, имеет обрамление из металла. В корпус она утоплена. Данный сенсор работает прекрасно. Он быстро распознает отпечатки, позволят не только разблокировать экран, но и защитить информацию. Сама кнопка также выполняет функцию «Домой» или «Назад». Эта функциональная часть понравится всем пользователям гаджета, которые привыкли к небольшому экрану и постоянным промахам по элементам интерфейса.

Справа у телефона с отпечатком пальца можно заметить клавиши. Они механического типа. Сильно выпирают из корпуса, ход максимальный. Претензии к смартфону небольшие - тем, кто привык к "качели" громкости, расположенной с левой стороны, придется переучиться. Многих поначалу раздражает, что при звонке путаешься, как убавить или прибавить звук. Снизу на устройстве расположились динамик и микрофон. Также имеются винтики, соединяющие панель устройства (вписались в дизайн на отлично), и разъем для работы со шнуром типа USB. Лот с сим-картами «нано» находится слева. Если нет второго мобильного номера, то вместо него можно установить внешний накопитель в порт.

Задняя часть этого смартфона со сканером отпечатка пальца обтекаемая. Многим кажется, что телефон весь сделан из алюминия, но это мнение ошибочно. Для того чтобы антенны работали без сбоев, наверху и внизу находятся пластиковые вставки. Они имеют цвет металла и матовый внешний вид. Маскировка рушится только тогда, когда человек прикасается к поверхности - нет специфического холодка, который характерен для прочного материала. Вся остальная часть приспособления сделана из алюминия.

Сверху находится модуль камеры со вспышкой, тут же можно найти логотип компании. Аппарат в руке лежит отлично. Он не кажется толстым, хоть и его ширина составляет 0,8 см. Весит прибор 163 грамма. Батарея получила мощность 4100 мАч. В продаже имеется несколько различных расцветок - сочетания золотого, белого и серебристого, а также темно-серого, черного и белого.

OnePlus 3

Предыдущие версии OnePlus сильно выделяются на фоне конкурентов. Они имеют отличительный внешний вид, особенно если разбирать серые модификации. У них шероховатая поверхность. Но после того как вышло второе поколение телефона, разработчики поняли, что пора менять оформление. OnePlus 3 получил не особо замысловатый дизайн, однако не менее интересный. Смартфон немного кажется похожим на Huawei и Meizu. Но о полном копировании оформления речь не идет.

Изменение основных аспектов внешнего вида телефона с отпечатком пальца пошло на пользу и компании, и самой модели. Корпус тонкий, грани скругленные. Благодаря этому устройство прекрасно лежит в руках. Продается два цветовых варианта: серый с черной передней частью и золотой с белой.

Детали телефона

Производитель уделил много внимания деталям. Все клавиши удобные, имеют прекрасный ход, сборка качественная. Установлен слот для сим-карт. Они должны быть типа «нано». Вставлен порт в корпус отлично. Разъемы и динамик находятся снизу.

Под экраном можно заметить сразу три клавиши. Они сенсорного типа. Центральная, как и полагается, имеет небольшое углубление. Этот прибор поддерживает блокировку телефона отпечатком пальца. Сканер в средней кнопке. Боковые клавиши имеют подсветку. Она работает во время нажатия на них, через пару секунд отключается.

Если человеку хочется пользоваться наэкранными клавишами и ему они нравятся больше, то можно в настройках активировать их. Тут же разрешается менять порядок. Над экраном находятся датчики вместе со специальным индикатором. Он переключает свой цвет в зависимости от выбранной настройки.

Elephone S3

Дизайн этого недорогого телефона с отпечатком пальца имеет свои особенности. Устройство узнаваемое, представлено в различных ценовых вариантах: черном, розовом, белом. Корпус тонкий: 0,8 см. Сделан из цельного металла. Сам корпус имеет изогнутую форму, углы скругленные, а фаска из хрома. Весит немного, всего 145 г. Соотношение экрана и корпуса - 5,2 дюйма. Из-за этого устройство кажется удобным. Прекрасно помещается в ладони, не выскальзывает. Можно с легкостью управлять одной рукой. Своей удачной эргономикой напоминает шестой айфон. Однако экран здесь немного больше.

На передней панели находится защитное стекло, можно заметить скругленную кромку. Сенсорные кнопки отдельного типа не используются. Встроены наэкранные - их легко скрыть обычным свайпом вниз.

Рамка экрана по бокам отсутствует. Точнее, она присутствует, однако ее ширина (менее одного миллиметра), позволяет говорить, что ее нет. Стекло 2.5D создает эффект скругленного дисплея. Экран на самом деле плоского типа, и это добавляет преимуществ. Благодаря такому можно с максимальным удобством использовать боковые клавиши.

На верхней панели находится динамик, фронтальная камера и два датчика. Индикатора уведомлений нет. Телефон имеет все нужные порты, выходы и слоты. На верхней части можно заметить разъем «мини-джек», слот для внешнего накопителя и одной сим-карты либо же для двух абонентских номеров. Съемное хранилище не должно превышать объем 128 Гб. Внизу телефона находится громкий динамик, микрофон и порт для подключения USB-шнура.

Тыльная сторона получила камеру, подсветку и сенсор отпечатков пальцев. Тут же расположилось небольшое отверстие, однако производитель не уточняет, что это. Покупатели предполагают, что это шумоподавляющий микрофон.

Если говорить о дизайне, то следует сказать и о сборке. Она имеет хорошее качество. Производитель не пожалел средств на создание конструкции из цельного металла. Корпус на ощупь приятен. Также он довольно прочный, поэтому может сохранять внешний вид в идеальном состоянии длительно время.

Ulefone Power

Продолжая обзор телефонов со сканером отпечатка пальца, следует сказать о Ulefone Power. Прибор весит 200 грамм и это первое, на что люди обращают внимание, беря его в руки. По остальным факторам все стандартно, хотя ширина немного больше обычной - 0,9 см.

Тем людям, кто уже ранее работал с крупными телефонами, данный не покажется каким-то неудобным. А вот обычным пользователям, чьи гаджеты имеют диагональ экрана до 5 дюймов, первое время придется привыкать. Продается устройство в нескольких цветовых вариантах: белый, темно-синий и светлый с матовой панелью. Два из них (первая и вторая версии) имеют глянцевую заднюю часть, сделана она из пластика, который покрыли лаком. Отпечатки пальцев остаются, но их трудно заметить.

На верхней тыльной части телефона находится основная камера, вспышка и дактилоскопический сканер. Он работает отлично. Установлен максимально удобно, имеет углубление в корпусе. Иногда ошибается, однако особо ничего критичного. Но если сравнивать с вышеописанной моделью Xiaomi, то скорость функционала меньше. В настройках можно поработать с калибровкой.

Каркас имеет грани из алюминия. На нем установлены все основные компоненты, необходимые для удобной работы с интернетом. Если телефон упадет на угол корпуса, то экран не пострадает.

Настройка сканера

Большая часть смартфонов имеет аналогичный способ настройки сканера, отличия лишь в интерфейсе. Поэтому рассмотрим универсальную технологию, чтобы ответить на вопрос пользователей: как установить отпечаток пальца на телефон. Для начала нужно зайти в общие настройки прибора, а далее следовать нижеописанным шагам.

Инструкция

Следует зайти в меню, которое отвечает за изменения опций сканера. Скорее всего, оно называется «Экран блокировки». Там будет подпункт, вмещаются в себя функции дактилоскопического сканера. Теперь следует нажать на «Управление отпечатками». Если телефон не имеет альтернативного способа разблокировки (пин-код, пароль или графический), то система автоматически предложит его настроить. Это обязательно.

После установки откроется меню, где описана инструкция. «Операционка» попросит «отсканировать» палец под разными углами несколько раз. Как только система полностью запомнит отпечаток, сразу же его сохранит и уведомит об успешном процессе. На этом настройка закончена. Теперь любой пользователь может ответить на вопрос о том, как работает отпечаток пальца на телефоне и как его установить.

Углубляясь все больше в системы, связанные с охраной и контролем, многие из нас в конце концов обратят внимание на биометрические методы идентификации личности для тех или иных потребностей.

Биометрия – это методы автоматической идентификации человека и подтверждения личности человека, основанные на физиологических или поведенческих характеристиках. Примерами физиологических характеристик являются отпечатки пальцев, форма руки, характеристика лица, радужная оболочка глаза, характеристика голоса, особенности подчерка. В процессе развития технологий появляется все большее количество способов идентифицировать человеческую личность.

Наиболее популярным методом биометрической идентификации является распознавание отпечатков пальцев. Думаю, это так, потому что это относительно дешевый и простой способ, проверенный временем. Способов получить отпечаток пальца человека с помощью электроники существует несколько: оптические методы получения изображения отпечатка пальца – на отражение, на просвет, бесконтактный способы, емкостные датчики отпечатков пальцев (полупроводниковые), радиочастотные сканеры, сканеры, использующие метод давления, термосканеры, ультразвуковой метод. Каждый способ получения отпечатка пальца имеет свои достоинства и недостатки, однако главным образом баланс выбора способа сканирования является цена – надежность (здесь выделяется не только эффективная защита, но и устойчивость к воздействию внешних факторов).

Рассматриваемый сканер отпечатков пальцев R308 (ссылка в магазин) является оптическим (метод на отражение). Данный метод использует эффект нарушенного полного внутреннего отражения (Frusted Total Internal Reflection). Эффект заключается в том, что при падении света на границу раздела двух сред световая энергия делится на две части - одна отражается от границы, другая проникает через границу во вторую среду. Доля отраженной энергии зависит от угла падения светового потока. Начиная с некоторой величины данного угла, вся световая энергия отражается от границы раздела. Это явление называется полным внутренним отражением. В случае контакта более плотной оптической среды (поверхности пальца) с менее плотной в точке полного внутреннего отражения пучок света проходит через эту границу. Таким образом, от границы отразятся лишь пучки света, попавшие в определенные точки полного внутреннего отражения, к которым не был приложен папиллярный узор пальца. Для захвата полученной световой картинки поверхности пальца используется специальный датчик изображения (КМОП или ПЗС, в зависимости от реализации сканера).

Для данного метода можно отметить следующее:

• Одни из самых дешевых сканеров отпечатков пальцев при относительно большой площади сканирования пальца
• Чувствительность к загрязнению рабочей поверхности датчика
• Малая защита от муляжей
• Относительно крупные размеры модуля

Итак сканер отпечатков пальцев R308 имеет следующий вид:

Хотелось бы разобрать и посмотреть на модуль изнутри, но конструкция сделана таким образом, что аккуратно открутить винтики и снять плату с элементами не получится, так как держит ее что-то изнутри и без применения паяльника это сделать проблематично, поэтому не стоит пытаться нарушить целостность модуля, что может привести к выводу его из строя.

Данный оптический сканер отпечатков пальцев использует высокоскоростной цифровой сигнальный процессор в качестве своей основы. Этот модуль может получить изображение отпечатка пальца, обработать изображение для сохранения или поиска, сохранить данные об отпечатке пальца в собственной памяти и делать поиск на совпадение полученного отпечатка с сохраненными. Для подключения к СКУД (системам контроля и управления доступом) модуль имеет интерфейс UART, посредством которого модуль принимает команды и посылает ответы о результатах операций. Кроме того, модуль может передать на другое устройство изображение отпечатка пальца, полученное при помощи него. Сканер отпечатков пальцев построен таким образом, что все вычислительные и аналитические операции выполняет он сам, но этими процессами необходимо управлять для получения практической ценности модуля. Таким образом, на основе ответов о результатах выполнения команд внешний микроконтроллер может выстраивать любую необходимую логику работы СКУД с применением сканера отпечатков пальцев.

Характеристики сканера отпечатков пальцев R308:

• Напряжение питания – 4,5-5 вольт
• Рабочий ток – 40 мА
• Интерфейс – UART (TTL logical level)
• Baud rate – 9600*n, n=1~12, по умолчанию 57600 bps
• Время сканирования отпечатка пальца –до 0,5 сек
• Размер шаблона отпечатка – 512 байт
• Коэффициент ложного пропуска FAR (False Acceptance Rate) – менее 0,001 %
• Коэффициент ложного отказа в доступе FRR (False Rejection Rate) – менее 0,5 %
• Уровень безопасности – 5
• Время среднего поиска – менее 1 сек
• Размер окна считывания отпечатка пальца – 18х22 мм
• Размер модуля – 55,5х21х20,5 мм
• Диапазон рабочих температур – -20-+40 градусов Цельсия

Для подключения к другим устройствам R308 имеет 6-контактный разъем:

1. Vt – плюс питания детектора пальца
2. Vin – плюс питания модуля
3. Touch – выход сигнала детектора пальца

В документации указываются цвета шлейфа в комплекте с модулем, но в моем случае цвета не совпали, поэтому надежнее всего определять назначение контактов по нумерации, указанной на плате возле разъема модуля.

Структура пакета данных, передаваемых и принимаемых модулем:

1. Header – заголовок, фиксированное значение 0xEF01 (2 байта)
2. Adder – адрес сканера отпечатков пальцев, фиксированное значение 0xFFFFFFFF (4 байта)
3. Package identifier – идентификатор пакета данных, 01H – пакет команды, 02H – пакет данных, 07H – пакет ответа, 08H – пакет окончания данных (1 байт)
4. Package length – количество байт пакета информации (включает сумму байт данных пунктов 5 - 6), максимальное количество 256 байт (2 байта)
5. Package contents – полезные данные
6. Checksum – контрольная сумма, арифметическая сумма пунктов 3-6 (2 байта)

Сканер отпечатков пальцев имеет 8 основных инструкций для его управления:

1. Сканирование отпечатка пальца и сохранение его в буфере. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
2. Создание файла символов отпечатка пальца из оригинального отпечатка и сохраняет его в CharBuffer1 (2). Возвращает код подтверждения об успешности операции.
3. Поиск на совпадение отпечатка пальца в библиотеке модуля который соответствует хранимому в CharBuffer1 или CharBuffer2. Возвращает код подтверждения об успешности операции и ID отпечатка пальца в библиотеке модуля.
4. Создание шаблона модели отпечатка пальца. Информация в CharBuffer1 и CharBuffer2 объединяется и комбинируется для получения более достоверных данных об отпечатке пальца (отпечаток в этих буферах должен принадлежать одному пальцу). После операции данные сохраняются обратно в CharBuffer1 и CharBuffer2. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
5. Сохранение шаблона отпечатка пальца из Buffer1/Buffer2 во флэш память библиотеки модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
6. Удаление шаблона из флэш памяти модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
7. Очистка памяти библиотеки отпечатков пальцев модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
8. Проверка пароля модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.

Для того чтобы искать совпадение отпечатка пальца в библиотеке модуля необходимо сканировать отпечаток пальца и сохранить его в буфере, сгенерировать символьный файл и поместить его в CharBuffer и прописать команду на поиск совпадений отпечатков пальце (инструкции 1, 2, 3).

Для того чтобы внести отпечаток пальца в память модуля необходимо получить изображение отпечатка пальца, сохранить его в буфере и сгенерировать символьный файл, сохраняемый в CharBuffer (операции повторяем минимум 2 раза и сохраняем все в CharBuffer1 и CharBuffer2), далее комбинируем данные в буферах 1 и 2 для получения более точного результата и запускаем командой сохранение в указанное место памяти информацию об отпечатке пальца (инструкции 1, 2, 4, 5).

По ходу выполнения инструкций модулем необходимо следить за корректностью и успешностью выполнения посредством ответов, следующих после посылки команд. Это может улучшить качество выполнения программы и точность заданных манипуляций со сканером отпечатков пальцев R308.

Для оценки работы модуля к статье прилагается демонстрационная прошивка для микроконтроллера STM32, соответствующая схеме:

На LCD дисплее отображаются необходимые данные для работы со сканером отпечатков пальцев, при включении схемы без замкнутых перемычек Jmp1 и Jmp2 запускается основной цикл программы, когда микроконтроллер ждет получения отпечатка пальца от сканера и запускает поиск в памяти модуля при его появлении. При включении с замкнутой перемычкой Jmp1 запускается полное стирание памяти библиотеки отпечатков пальцев. При включении с замкнутой перемычкой Jmp2 запускается добавление 5 новых отпечатков пальцев в память модуля. Для добавления отпечатка пальца необходимо дважды приложить палец к сканеру для его сохранения в случае отсутствия ошибок при сканировании отпечатков.

Кроме того к статье прилагается программа SFGDemo. С ее помощью можно получить изображение своего отпечатка пальца помимо стандартных операций добавления отпечатка в память, поиска совпадений, удаления отпечатка из памяти (для подключения к компьютеру используется переходник USB-UART).

Список радиоэлементов

Датчики отпечатков пальцев на сегодняшний день вышли за пределы премиум-сегмента смартфонов, технология дополнительной аппаратной защиты может внедряться даже в относительно недорогие аппараты среднего ценового диапазона. Со времени выхода на рынок технология претерпела значительные эволюционные изменения, поэтому вашему вниманию предлагается обзор имеющихся на рынке дактилоскопических сенсоров с указанием различий между ними.

Оптические сканеры

Старейший способ захвата и сравнения отпечатков пальцев. Как и предполагает название, технология основывается на оптическом изображении, по сути – фотографии, и использует особые алгоритмы для определения уникальных последовательностей на поверхности, например, бугорков или уникальных отметин, анализируя самые светлые и самые темные области на изображении.

По аналогии с камерами в смартфонах подобные датчики имеют конкретное разрешение, чем оно выше, тем более мелкие детали будут доступны для обработки сканером, что повысит уровень защиты. Однако подобные датчики получают более контрастные изображения, нежели обычная камера. Обычно в них включено большое количество диодов на дюйм для более четкого отображения деталей вблизи. В момент сканирования пальца сканер находится в темноте, поэтому оптические сканеры также имеют «на борту» светодиоды, действующие как вспышка во время сканирования. Подобное внутреннее устройство придаст смартфону дополнительные миллиметры толщины и негативно отразится на конечном форм-факторе.

Главным недостатком оптических сканеров является их ненадёжность. С их помощью получается лишь двумерное изображение, «обмануть» такой сканер можно другим изображением хорошего качества или искусственно созданным отпечатком с него. Не стоит доверять подобному типу сканеров, он недостаточно безопасен для защиты самой важной информации.

Сегодня датчики отпечатка пальца в смартфонах имеют различные формы и размеры, но оптических сканеров в них нет. По аналогии с началом распространения резистивных сенсорных экранов, оптические сканеры на сегодняшний день можно встретить разве что в самых недорогих аппаратных решениях. Необходимость в усилении безопасности обусловила единогласный переход смартфонов на конденсаторные сканеры.

Конденсаторные сканеры

Самый распространенный тип датчиков отпечатка пальца. И снова название выдаёт главный компонент, если вы, конечно, немного разбираетесь в электронике – конденсатор. Вместо создания традиционного изображения отпечатка, конденсаторные сканеры используют для сбора информации об отпечатке массивы крошечных конденсаторов. Если подключить способные сохранять электрический заряд конденсаторы к проводящей плате, то это позволит использовать их для считывания деталей отпечатка. Заряд в конденсаторах будет незначительно меняться во время прикосновения пальца к плате и в то же время воздушная прослойка оставит заряд относительно без изменения. Для отслеживания изменений используется интеграционная цепь операционного усилителя, впоследствии изменения можно записать конвертером сигнала из аналогового в цифровой.

После сканирования цифровая информация может быть проанализирована на предмет отличительных и уникальных параметров отпечатка, которые могут быть сохранены для последующего сравнения. Подобный датчик намного сложнее «обмануть», чем оптический. Результаты невозможно воспроизвести на изображении и очень сложно подделать каким-либо искусственным отпечатком: разные материалы вызовут разные изменения в заряде конденсатора. Единственный риск для безопасности может исходить от возможности взлома программного или аппаратного обеспечения.

Благодаря созданию достаточно большого массива таких конденсаторов (сотни, если не тысячи конденсаторов в одном сканере) есть возможность получить изображение бугорков и желобков отпечатка пальца с высокой детализацией путем использования лишь электрических сигналов. По аналогии с оптическими датчиками, большее количество конденсаторов даст более высокое разрешение сканера и до определенного уровня повысит защиту.

Из-за большего количества компонентов в цепи конденсаторные сканеры могут стоить дороже. В некоторых ранних вариантах осуществлялись попытки урезать количество необходимых конденсаторов путем использования сканеров «свайпа», которые получали информацию от меньшего количества конденсаторных элементов быстрым обновлением результатов по мере проведения пальцем по сенсору. Метод был довольно изощренным и зачастую требовалось несколько попыток для успешного сканирования. К счастью, сегодня распространена более простая схема работы датчика: достаточно простого нажатия и удержания.

Ультразвуковые сканеры

Новейшая дактилоскопическая технология, впервые представленная в составе смартфона Le Max Pro. Немаловажную роль в ней сыграла Qualcomm и технология Sense ID. Для фактического сбора деталей об отпечатке в состав аппаратной платформы входят ультразвуковые передатчик и приёмник. Через помещенный на сканер палец передаётся ультразвуковой импульс. Он частично поглощается, частично передаётся обратно на сенсор в зависимости от бугорков, пор и других уникальных для каждого отпечатка деталей.

Никакого микрофона, считывающего возвращающийся сигнал, не предусмотрено, вместо этого используется сенсор, который может считывать механическое напряжение для подсчета интенсивности вернувшегося сигнала на разных участках датчика. Сканирование на протяжении более долгого периода времени позволяет считать дополнительную информацию, что в свою очередь может предоставить детализированную трехмерную модель сканированного отпечатка. Трехмерная природа технологии делает её еще более безопасной альтернативой конденсаторным сканерам.

Алгоритмы и криптография

Большинство дактилоскопических сенсоров основаны на весьма сходных принципах, но дополнительные компоненты и программного обеспечения могут играть главную роль в дифференциации продуктов по производительности и функциональности, доступной потребителям.

Физический сканер сопровождает выделенная микросхема, интерпретирующая отсканированную информацию и передающая её в необходимом формате в процессор смартфона. Разные производители используют слегка отличающиеся друг от друга по скорости и точности алгоритмы идентификации ключевых характеристик отпечатка.

Обычно эти алгоритмы «ищут» место, где заканчиваются бугорки и линии или где бугорок разделяется на два. Собирательно эти и другие отличительные особенности называются шаблоном отпечатка или детальным протоколом ввода отпечатка. Если в отсканированном отпечатке совпадают несколько таких особенностей, то отпечаток будет засчитан как совпавший. Вместо того, чтобы сравнивать каждый раз целый отпечаток, сравнение особенностей шаблона уменьшает количество необходимой для идентификации отпечатка вычислительной мощности, помогает избежать ошибок при смазывании отпечатка и также позволяет сканировать помещенный не по центру палец или вообще лишь часть отпечатка.

Несомненно, подобная информация должна надежно храниться на устройстве и сохраняться подальше от кода, который может скомпрометировать её. Вместо загрузки информации пользователя в сеть, процессоры ARM могут надежно хранить её в выделенной физической микросхеме с использованием своей технологии Trusted Execution Environment (TEE) на базе TrustZone. Это безопасное хранилище также используется для других криптографических процессов и напрямую сообщается с защищенными аппаратными компонентами, такими, как датчик отпечатка, чтобы предотвратить любые попытки перехвата посредством ПО. Доступ к утвержденной информация не личного характера, например, паролю могут получить только приложения, использующие API клиентов TEE.

Подобное решение от Qualcomm встроено в архитектуру Secure MSM, Apple называет подобный проект «Secure Enclave», но все они основаны на одном и том же принципе – хранении информации на отдельной части процессора, к которой не могут получить доступ приложения, работающие в обычной среде операционной системы. В рамках альянса FIDO (Fast Identity Online) были разработаны надежные криптографические протоколы, позволяющие использовать эти аппаратно защищенные зоны для аутентификации между «железом» и сервисами без пароля. Поэтому можно входить на сайт или онлайн-магазин, используя отпечаток пальца, а ваша персональная информация при этом не покинет пределы смартфона. Это достигается путем передачи на сервер цифровых ключей, а не биометрической информации.

Датчики отпечатка пальца стали довольно безопасной альтернативой тому, чтобы запоминать бесчисленные пароли и имена пользователей и дальнейшее развитие безопасных мобильных платежных систем означает, что эти сканеры станут более распространенными и важнейшими инструментами по сохранению безопасности в будущем.

Мы уже давно привыкли к практически неограниченным возможностям современным смартфонов. Мобильные операционные системы предоставляют богатый набор функций, а приложения позволяют решить практически любую задачу. При этом производительность флагманских устройств фактически является избыточной: даже самые ресурсоемкие задачи и требовательные игры не могут полностью загрузить топовые чипы Qualcomm, Samsung и Mediatek. Ну не конвертировать же на телефоне 4K-видео, в конце концов. Хотя и с этим смартфоны вполне могут справиться. Однако некоторые ранее недоступные функции все же стали распространяться. К примеру, теперь широко стали доступны смартфоны со встроенным сканером отпечатков пальцев. Но нужны ли они вообще? Сегодня мы ответим на этот вопрос, а также разберемся, какими эти сканеры бывают.

Первопроходцы

Сегодня дактилоскопическая идентификация преподносится как инновация, а первопроходцем в мобильной отрасли считается компания Apple с моделью iPhone 5S. Однако, как и в случае со многими другими инновациями, «яблочный гигант» сыграл роль популяризатора. Многие уже забыли настоящего первопроходца: еще в 2004 году сканер отпечатков пальцев появился на телефоне Pantech GI100. Разумеется, это был не смартфон, поэтому возможности биометрической идентификации были существенно ограничены. К примеру, можно было записать до десяти секретных номеров в телефонную книгу.

В 2006 году вышла модель Pantech PG6200, которая по многим параметрам стала преемницей Pantech GI100. В ней тоже использовался сканер отпечатков пальцев. Возможно, Apple iPhone 5S был первым смартфоном с этим приятным дополнением? И снова мимо: в 2011 году вышла Motorola Atrix 4G на Android 2.2, в которой тоже был сканер.

Однако сравнивать те устройства с современными смартфонами можно лишь формально. Да, в них действительно были дактилоскопические сенсоры, однако они были выполнены по принципиально другой технологии. Для сканирования требовалось провести пальцем со строго заданной скоростью, к тому же на обработку информации уходило некоторое время. Вряд ли в таких условиях можно говорить об удобстве и комфорте.

Так что хоть Apple iPhone 5S де-факто и не является первым мобильным устройством со сканером отпечатков пальцев, именно он сделал эту функцию востребованной.

Возможности

Раньше сканеры отпечатков пальцев можно было увидеть в основном в научно-фантастических фильмах, где они использовались для идентификации персонала на какой-нибудь секретной военной базе. По большому счет, сенсоры в современных мобильных устройствах выполняются такую же функцию - определение пользователя, которому разрешен доступ. Вот только теперь откроется не комната с ядерным чемоданчиком, а разблокируется смартфон.

Датчики отпечатков пальцев позволяют быстро снять блокировку. И здесь они выполняют сразу два действия. Во-первых, обозначают намерение воспользоваться смартфоном (то есть, по сути, заменяют на нажатие центральной механической клавиши или кнопка блокировки). Во-вторых, выполняют действие из разряда «slide to unlock», то есть подтверждают желание разблокировать устройство.

Конечно, отдельно необходимо поговорить о безопасности. Раньше, если вы заботились о конфиденциальности хранящихся на телефоне данных, то пользовались паролем. Во многих случаях его заменял графический пароль, который можно было быстрее ввести. Однако доступ к устройству также получал тот, кому вы сообщали этот пароль, либо кому удавалось его подсмотреть. С отпечатками пальцев все куда сложнее. Их довольно сложно подделать, и вашему другу или коллеге наверняка это не удастся. Единственным человеком, который будет иметь полный доступ к вашему гаджету, станет ваш однояйцевый близнец, поскольку его отпечатки, как и весь набор хромосом, полностью идентичны вашим.

Если говорить про функцию Touch ID в исполнении Apple, то использовать биометрическую идентификацию можнотакже в стандартных приложениях iTunes и App Store. Там она заменяет ввод пароля, а ведь данная процедура может надоесть, если требуется скачать установить сразу несколько программ или треков. Также новыми возможностями поспешили воспользоваться сторонние разработчики. В частности, многие сервисы мобильного банкинга теперь тоже идентифицируют пользователя по рисунку на его пальцах.

В случае с Android-смартфонами вариаций куда больше, поскольку производители нередко стараются придумать разнообразные новые функции. К примеру, на некоторых моделях на каждый отпечаток пальца можно назначить отдельную задачу. К примеру, если указательный просто разблокирует устройство, то средний запустит камеры, а безымянный включит аудиоплейер. В некоторых случаях это может быть очень удобно, поскольку позволяет сэкономить время. Но многое зависит еще и от расположения датчика.

Опасения

Как и любая инновация, сканер отпечатков вызывает немало вопросов и даже опасений у тех, кто им еще не пользовался или только недавно приобрел смартфон с такой функцией. Относительно этой технологии существуют самые разнообразные мифы, некоторые из которых мы постараемся развенчать.

Первый миф касается возможности взлома. Частично его мы уже опровергли в предыдущем пункте: подделать отпечатки пальцев весьма непросто. Рядовому пользователю это точно не удастся сделать, тем более без предварительной подготовки, в полевых условиях.

Тем не менее, при должной сноровке можно получить доступ к содержимому чужого устройства. К примеру, группа немецких биометрических хакеров Chaos Computer Club в свое время успешно взломали защиту iPhone 5S и Samsung Galaxy S5. Для этого использовалась камера, принтер, клей и ряд других химикатов, позволяющих создать слепок пальца владельца смартфона. Правда, необходимо учитывать, что все это требует времени, кропотливого труда, специфических умений и материалов. И, разумеется, необходим сам образец, то есть тот палец, который уже зарегистрирован в мобильном устройстве.

Второй миф касается несанкционированного доступа третьими лицами с помощью пальца непосредственно владельца. К примеру, ревнивая супруга или ревнивый супруг хотят проверить переписку своей пассии, и для этого подносят смартфон к пальцу спящей второй половинки. Что ж, такое опасение вполне имеет место быть, тем более что никаких технических преград к осуществлению подобной процедуры не существует. В конце концов, телефон не может знать, что его хозяин в данный момент спит. Так что если вы так уже сильно боитесь подобного случая, то можно подыскать другие методы защиты, к примеру, пароль или сканер сетчатки глаза. Еще проще не допускать подобных ситуаций или просто удалять подозрительную информацию из памяти устройства.

Ко второму мифу можно придумать еще и криминальный вариант. Злоумышленники завладели вашим устройством, а для доступа к нему пытаются отрезать палец владельца. Все это не только комично звучит, но и в сводках новостей подобные действия никогда не пробегали. В крайнем случае можно сказать пароль, который позволяет обойти процедуру идентификации, или же вовсе отключить подобную защиту в настройках, если того требуют преступники.

Из этого вытекает еще и третий миф, который гласит, что смартфон на правах хитрой штуки может однажды не узнать хозяина по отпечаткам и не пустить дальше экрана блокировки. Это действительно может случиться, поскольку грязные, мокрые или наоборот слишком чистые пальцы могут не считываться сенсором. К тому же отпечатки могут пострадать в результате ожога или физического воздействия иного рода. Однако в этом случае опять же остается лишь ввести ранее установленный пароль.

Место установки сенсора

Производители смартфонов используют разных подход к выбору места установка сканера отпечатки пальцев. К примеру, Apple традиционно встраивает его в механическую клавишу «Домой», установленную под экраном. В этом случае наиболее удобно для разблокировки и прочих действий использовать большой палец.

Схожий принцип используется южнокорейская компания Samsung. Ее смартфоны тоже уже много лет оснащаются центральной механической клавишей, поэтому именно она является наиболее уместным пристанищем для дактилоскопический сенсора. К тому же все уже привыкли, что для разблокировки требуется нажать на эту кнопку, а затем провести по экрану, либо же ввести пароль. В данном случае можно даже не нажимать ее, а слегка коснуться: этого будет вполне достаточно.

Сегодня даже не самые продвинутые модели Samsung получили сканер. К примеру, им комплектуются не только флагманские устройства Galaxy S5, S6/S6 Edge, Galaxy S7/S7 Edge и Galaxy Note 4/5, но также и обновленная линейка Galaxy A 2016 модельного года: Galaxy A5, Galaxy A7 и Galaxy A9/A9 Pro.

Также фронтальный сканер отпечатков пальцев используют многие другие производители, которые оснащают свои смартфоны центральной механической клавишей. К ним относятся Meizu (Meizu MX5, Meizu PRO 5), Lenovo (Lenovo Vibe P1), Xiaomi (Xiaomi Mi 5, хотя в тех же Xiaomi Redmi Note 3 и Xiaomi Mi 4s сканер установлен сзади), Oppo (Oppo F1 Plus), HTC (HTC One M10, HTC One A9), Lenovo (Lenovo Vibe P1) и так далее.

Еще одним популярным местом установка сенсора является тыльная сторона смартфона. В таком случае логичнее пользоваться указательным или средним пальцем. Обычно сканер представляет собой небольшой углубление круглой и реже квадратной формы в корпусе, установленный по центру, чуть ниже основной камеры. Именно такой способ установки используется на многих моделях LG (LG G5, LG V10, LG Nexus 5X), Huawei (Huawei Honor 5X, Huawei G8, Huawei Nexus 6P), Xiaomi (Xiaomi Redmi Note 3, Xiaomi Redmi 3 Pro) и так далее.

Альтернативу двум самым популярным местам установки сканеров отпечатков пальцев предлагает компания Sony. Она встроила сенсор непосредственно в боковую клавишу блокировки. Для этого пришлось поменять ее форму: место круглой металлической кнопки заняла большая овальная. В любом случае пользоваться ей удобно, поскольку на нее как раз ложиться большой палец правой руки, либо же указательный палец левой в случае с левшой. В целом подобная схема тоже довольно удобна, ведь мы уже привыкли пользоваться установленной там же кнопкой блокировки на подавляющем числе смартфонов. Сегодня подобная схема используется на флагманских смартфонах Sony Xperia Z5, Xperia Z5 Premium, Xperia Z5 Compact, Sony Xperia X и X Performance.

Про цену вопроса

Изначально сканеры отпечатков пальцев устанавливались лишь во флагманские модели. Соответственно, порог вхождения в клуб владельцев подобных устройств был достаточно высок. Однако уже совсем производители стали использовать эту функцию и на более доступных смартфонах.

Если говорить о ведущих мировых брендах, то приобрести мобильный аппарат со встроенным дактилоскопическим датчиком можно уже в районе 15-20 тысяч рублей. Примером могут служить модели Lenovo A7010, Lenovo Vibe X3, Samsung Galaxy S5 mini, Huawei Honor 5X и Huawei G7 Plus.

В то же время молодые китайские компании предлагают смартфоны со сканером отпечатков пальцев даже по цене до 10 000 рублей. Среди новинок можно отметить Doogee Y200, UMI Fair, Oukitel U8 и Cubot S550. Однако необходимо помнить, что не все эти устройства из Поднебесной официально продаются в России, к тому же в некоторых самых дешевых устройствах сканеры могут работать не столь быстро и корректно.

Будущее

В ближайшей перспективе количество моделей со встроенным дактилоскопическим сенсором будет стремительно увеличиваться. Возможно, некоторые производители придумают новые интересные функции. К примеру, компания Qualcomm начала продвижение собственной технологии Snapdragon Sense ID. Она подразумевает использование ультразвуковых волн для создания трехмерной «карты» поверхности пальца. Это позволяет существенно повысить точность идентификации. К тому же становится возможным использование в сочетании сенсором не только пластика и сапфирового стекла, но и других материалов, в том числе металла. Первым серийным смартфоном с использованием Snapdragon Sense ID стал LeTV Le Max Pro.

Следующим шагом может стать использование иных методов биометрической идентификации. Из тех же научно-фантастических фильмов можно позаимствовать сканеры сетчатки глаза. На самом деле первые устройства с такой технологией уже доступны: свои инновационные модели представили компании Microsoft, Fujitsu, ZTE и Homtom.

Что же касается дактилоскопических сенсоров, то они могут появиться и в иных устройствах. К примеру, на днях компания SmartMetric представила первую в мире пластиковую банковскую карты со встроенным сканером отпечатков пальцев. Он используется для идентификации владельца при каждой оплате. Так что в будущем ваша супруга уже не сможет отправиться в отвязанный шоппинг, захватив вашу карту. Да и воры не смогут воспользоваться прикрепленной скрепкой бумажкой с PIN-кодом.

Выводы

Сегодня уже очевидно, что с каждым годом будет выходить все больше смартфонов, оснащенных сканерами отпечатков. Многие уже оценили их удобство, поэтому и при выборе следующего устройства данная функция станет обязательной. Получается, что подобные сенсоры делают мобильные устройства не только безопаснее, но и удобнее.