اثر انگشت چاپ در فضای مجازی چیست؟

  شنبه، 20 دی 1399   زمان مطالعه 21 دقیقه
اثر انگشت چاپ در فضای مجازی چیست؟
آیا می‌دانید حسگر اثرانگشت از چه زمانی به‌وجود آمده‌‌اند، چند نوع هستند، چه ساختاری دارند، چگونه عمل می‌کنند و چه از سخت‌افزارها و الگوریتم‌های امنیتی بهره می‌برند؟

اثر انگشت چاپ در فضای مجازی چیست؟

اثر انگشت که بعنوان ردپا نیز شناخته می شود، می تواند بعنوان یک اقدام امنیتی برای تأیید اعتبار کاربران مستقر شود. با این حال، مهاجمان از این امر برای شناسایی آسیب پذیری ها در سیستم های هدف استفاده می کنند. اثر انگشت میتواند اطلاعات ارزشمندی از قبیل نوع سیستم عامل، نسخه OS، اطلاعات SNMP، نام دامنه، بلوک های شبکه، نقاط VPN و موارد دیگر را در اختیار مهاجمان قرار دهد. برای جمع آوری جزئیات در مورد شبکه هدف، مهاجمین معمولاً بسته های سفارشی را راه اندازی می کنند. هنگامی که این بسته ها پاسخی را از طریق شبکه هدف در قالب امضای دیجیتالی دریافت می کنند، مهاجمان می توانند سیستم عامل، نرم افزار و پروتکل ها را در دست بگیرند. این به آنها امکان می دهد حمله را بصورت دلخواه تنظیم کنند تا در سیستم های هدف بیشترین آسیب را داشته باشد.

انواع انگشت نگاری

تکنیک های چاپ اثر انگشت در تشخیص الگوهای و مشاهده تفاوت های موجود در بسته های شبکه ایجاد شده است. اثر انگشت بر دو نوع است:۱ - فعال ۲- منفعل. اثر انگشت فعال شامل ارسال بسته های TCP یا ICMP به یک سیستم و تجزیه و تحلیل پاسخ ازهدف است. هدرهای بسته شامل پرچم های مختلفی است که باعث می شود سیستم عامل ها و نسخه های مختلفی بصورت متفاوت واکنش نشان دهند. با این حال، اثر انگشت فعال خطر تشخیص آسان را با خود به همراه می آورد.

تکنیک های اثر انگشت منفعل از نظر ماهیت مخفی هستند زیرا این امر مستلزم ارسال هیچ بسته ای به سیستم مورد نظر نیست. آنها برای تشخیص الگوهای موجود در ترافیک شبکه معمولی، به اسکن شبکه متکی هستند. سیستم عامل های مختلف پیاده سازی های مختلف TCP / IP را دارند. اثر انگشت منفعل از این کار برای تعیین سیستم عامل احتمالی مورد استفاده در هدف استفاده می کند. پس از جمع آوری مقدار کمی از داده ها، می توان از آن برای تجزیه و تحلیل سیستم هدف استفاده کرد. این تکنیک نسبت به اثر انگشت فعال کمتر بصورت دقیق مورد ارزیابی می شود.

اقدامات دفاعی

سازمان ها باید بطور منظم تکنیک های انگشت نگاری فعال و غیرفعال را در شبکه های خود پیاده سازی کنند تا درک کنند یک مهاجم قادر به دسترسی است. این اطلاعات می تواند به تقویت سیستم عامل و امنیت شبکه کمک کند. جدای از این، اقدامات دیگری وجود دارد که سازمانها می توانند پیاده سازی کنند.

اطمینان حاصل کنید که سرورهای وب، فایروال ها، سیستم های پیشگیری از نفوذ و سیستم های تشخیص نفوذ به درستی پیکربندی و نظارت شده اند تا اثر انگشت فعال توسط مهاجمین محدود شود.

کارت های رابط شبکه نباید برای کار در حالت پیش فرض فعال شوند مگر اینکه کاملاً ضروری باشد. در چنین مواردی، برای جلوگیری از حملات اثر انگشت منفعل باید به شدت مورد نظارت قرار گیرند.

مرتباً بر روی هرگونه علامت فعالیت غیرمعمول، پرونده های گزارش را نظارت کنید.

مدیران سیستم باید در اسرع وقت نقاط ضعف امنیتی را برطرف کنند.

ساختار حسگر اثرانگشت و نحوه ی عملکرد آن

درکل شش نوع حسگر اثرانگشت وجود دارد؛ نوری، حسگرهای نیمه هادی (خازنی، رادیویی، حرارتی، فشاری) و فراصوت. به دلیل اینکه بیشتر حسگرها از نوع اپتیکال، خازنی و فراصوت هستند، در مورد آن ها بیشتر توضیح خواهیم داد.

تصویر

اجازه دهید قبل از بیان انواع مختلف حسگرها، نحوه ی کار حسگرهای متداول اثرانگشت را به صورت کاملا ساده توضیح دهیم. در بیشتر حسگرهای متداول (البته نه همه ی آن ها) ابتدا تصویری از اثرانگشت تهیه و پس از شناسایی بخش های مختلف آن و تهیه ی الگو از آن، الگوی تهیه شده به صورت دیجیتالی با نمونه ی ذخیره شده مطابقت داده می شود.

تصویر
اسکنر اثر انگشت با حسگر اثرانگشت تفاوت دارد

نکته ی حائز اهمیت دیگری که قبل از آن آشنایی با انواع حسگر اثرانگشت باید به اشاره کنیم؛ تفاوت بین اسکنر اثرانگشت و حسگر اثرانگشت است؛ بسیاری از افراد این دو قطعه ی الکترونیکی را یکی می دانند؛ اما اصلا این چنین نیست؛ زیرا درواقع اسکنر به کل قطعه ای کفته می شود که با تهیه ی نسخه ی الکترونیکی از اثرانگشت کاربر، رمزگذاری آن به صورت دیجیتالی و درنهایت ارسال اثرانگشت به قطعه ای دیگر، وظیفه ی تشخیص و شناسایی اثرانگشت را برعهده داردِ؛ اما حسگر قطعه ای تعبیه شده در داخل اسکنر است که با شیوه های مختلف که در ادامه در مورد آن ها توضیح خواهیم داد، الگوی تهیه شده از اثرانگشت را به سیگنالی الکتریکی تبدیل می کند؛ به عبارت دیگر اسکنر اطلاعات را دریافت و حسگر با پردازش نهایی آن ها، امکان استفاده از اطلاعات را فراهم می کند.

حسگرهای اپتیکال یا نوری

تصویر
حسگرهای اپتیکال با گرفتن تصویری نوری از اثرانگشت، آن را شناسایی می کنند و تشخیص می دهند

حسگرهای نوری که به آن حسگرهای بصری یا چشمی نیز گفته می شود، قدیمی ترین نوع حسگر برای ثبت و مقایسه ی اثرانگشت ها محسوب می شود (البته همان طور که گفته می شود نمونه های اولیه حسگرهای اثرانگشت قبل از ساخت نخستین حسگر اثرانگشت تجاری، از تکنیک های خازنی برای تشخیص اثرانگشت استفاده می کردند) و بر پایه ی گرفتن تصاویر نوری و عکس ایجاد شده است. این حسگرها با تحلیل تیره ترین و روشن ترین نقاط اثرانگشت، از چند الگتوریم برای تشخیص الگوهای منحصر به فرد اثرانگشت مثل (خطوط منحنی و سایر بخش های آن) استفاده می کنند.

تصویر

این حسگرها مانند دوربین ها رزولوشن مشخصی دارند و هر چقدر رزولوشن بالاتری داشته باشند، جزئیات بالاتری ثبت می کنند و در نتیجه از امنیت بیشتری برخوردار هستند؛ البته تصاویری که این حسگرها می گیرند، نسبت به تصاویر دوربین کنتراست بیشتری دارند. در هر اینچ از این حسگرها تعداد بسیاری دیود نصب شده است تا حداکثر جزئیات ممکن ثبت شود. سطح این حسگرها که انگشت روی آن قرار می گیرد، بسیار تیره است؛ بنابراین برخی از آن ها مجهز به چند ردیف فلش LED هستند که باعث روشن شدن تصویر هنگام تصویربرداری می شوند. درضمن این حسگرها مجهز به آرایه ای از تشخیص دهنده های فتودیود یا فتوترانزیستور برای تبدیل انرژی موجود در نور تشخیص دهنده ها به جریان الکتریکی هستند.

تصویر

در حال حاضر حسگرهای اثرانگشت نوری مانند صفحه های لمسی مقاومتی به میزان کمی استفاده می شوند و تنها می توان آن ها را در دستگاه های ارزان قیمت دید؛ البته اکنون هزینه ی تولید حسگرهای خازنی که عملکرد بسیار بهتری نسبت به انواع نوری خود دارند، کاهش یافته است و در دستگاه های میان رده نیز از آن ها استفاده می شود.

البته به دلیل اینکه در سال های اخیر سازندگان گوشی های هوشمند به استفاده از صفحه های بدون حاشیه در محصولات خود روی آورده اند، استفاده از حسگرهای نوری کوچک که نیازمند فضای کمی هستند و می توان آن ها را در زیر شیشه ی صفحه نمایش نصب کرد، دوباره باب شده است! شرکت سینَپتیک (Synaptic)، تولیدکننده ی حسگرهای مختلف برای گوشی ها و سایر دستگاه ها، با رونمایی از حسگر اثرانگشت مدل Natural ID FS9100 اعلام کرده است که این حسگر در زیر شیشه با ضخامت یک میلی متر عملکرد بسیار خوبی دارند و می توان با انگشت تر (حسگرهای خازنی اثرانگشت انگشت های تر را تشخیص نمی دهد) نیز از آن ها استفاده کرد؛ بنابراین شاید در سال های آتی هم شاهد استفاده از حسگرهای نوری باشیم! قضاوت درباره ی این موضوع را به شما خوانندگان عزیز واگذار می کنیم؟

انواع حسگر اپتیکال

تصویر
کیت حسگر اپتیکال

حسگرهای اپتیکال با سه روش متفاوت عمل می کنند که باعث ایجاد سه نوع متفاوت از آن ها شده است.

روش بازتاب اپتیکال

در این روش حسگر اپتیکال از پدیده ای تحت عنوان بازتاب کلی تضعیف شده بهره می برد. این پدیده زمانی رخ می دهد که نور وارد فضای بین دو ماده ی رسانگر (فضایی که باعث ایجاد ارتباط بین آن ها می شود) و انرژی نور به دو بخش تقسیم شود؛ سپس بخشی از مرز بین دو ماده بازتاب می شود و بخشی دیگر از همان قسمت وارد ماده ی دوم می شود. میزان نور بازتاب شده به نسبت کل آن به عواملی مثل زاویه ی انتشار شار نور (به کل خارج شده از یک منبع نوری در مدت زمان معین که در تمام جهات پخش می شود)؛ البته با شروع بازتاب میزان مشخصی از نور از یک زاویه ی مشخص، تمام نور بازتاب می شود.

این پدیده را بازتاب کل داخلی می نامند؛ وقتی که سطح انگشت با سطح اسکنر اپنیکال تماس پیدا می کندِ، تراکم بیشتر سطح انگشت نسبت به سطح اسکنر باعث عبور نور از مرز میان این دو سطح می شودِ؛ بنابراین تنها از آن دسته از پرتوهای نور که با قسمت پاپیلاری سطح انگشت در تماس نبوده اند، بازتاب می شوند. گرفتن تصویر نوری از سطح انگشت مستلزم استفاده از حسگر تصویر است که بسته به نوع اسکنر می تواند CCD یا CMOS باشد؛ البته حسگرهایی را که از این روش استفاده می کنند، می توان به راحتی فریب دادِ و قادر به شناسایی اثرانگشت انگشت های تر یا آغشته به مواد مختلف نیز نیستند.

نوردهی اپتیکال

این نوع حسگرها از آرایه ی فیبر نوری استفاده می کنند که در آن تمام موج برها در خروجی به حسگرهای عکس متصل می شوند. حساسیت هر یک از این حسگرها امکان جذب باقیمانده ی نوری را که از نقطه ی تماس انگشت با سطح آرایه می گذرد، فراهم می کند و درنهایت تصویر کل سر انگشت براساس اطلاعات هر یک از حسگرهای عکس ایجاد می شود. از مزایای این حسگرها می توان به عملکرد دقیق و فریب نخوردن آن ها و از معایب شان می توان به پیچیدگی ساختار اشاره کرد.

حسگرهای بدون تماس

برای کار با این حسگرها لازم نیست انگشت را روی سطح اسکنر آن ها قرار دهید؛ بلکه تنها کافی است انگشت خود را نزدیک سوراخ اسکنر بگیرید؛ در مرحله ی بعدی چند منبع نور از زوایای مختلف به سر انگشت نور می تابانند؛ سپس لنزی که در مرکز اسکنر قرار دارد، اطلاعات جمع آوری شده را به یک حسگر تصویر CMOS که می تواند اطلاعات را به تصویر سر انگشت تبدیل کند، انتقال می دهد.

برخی از حسگرهای نوری مجهز به نوع دیگری از تشخیص دهنده ها تحت عنوان دستگاه بار جفت شده یا CCD هستند که به میزان کم نور هم حساس هستند و می توانند تصاویری با گستره ای عالی از سایه رنگ خاکستری ایجاد کنند؛ البته به دلیل اینکه تشخیص اثرانگشت، نیازی حساسیت به نور کم و تصویری با میزان گسترده ای از سایه رنگ خاکستری نیست و از سویی دیگر حسگرهای تصویر CCD هم گران قیمت هستند، نسبت به حسگرهای CMOS که استفاده از آن ها هزینه ی کمتری دارد، کمتر استفاده می شوند.

مزایا و معایب

حسگرهای اپتیکال دقت نسبتا خوبی دارند؛ اما به دلیل اینکه برپایه ی تشخیص تصویر دو بعدی طراحی شده اند، با چاپ اثرانگشت روی کاغذ با چاپگر جوهری، به راحتی می توان آن را فریب داد؛ به همین دلیل این حسگرها برای دستگاه هایی که نیازمند امنیت بالایی هستند، مناسب نیستند و احتمالا در آینده ی بسیار نزدیک کاملا منسوخ خواهند شد؛ البته می توان با بهره گیری از تکنیک تصویر برداری الکترواپتیکال تاحدوی این مشکل را برطرف کرد. برای استفاده از این تکنیک ابتدا باید ولتاژ مشخصی را از میان پوششی پلیمری با قابلیت انتشار نور را عبور داد و انگشت روی پوشش قرار گیرد تا جریان کمی برای ایجاد نور ایجاد شود. استفاده از این تکنیک باعث می شود تصویر فرورفتگی ها همچنان تاریک باقی بماند و تصویری با کنتراست بالا ایجاد شود.

یکی دیگر از معایب این حسگرها این است که عواملی مثل انحراف نور یا کثیفی های روی سطح اسکنر مثل کثیفی یا چربی و خط و خش، عملکرد آن ها را تحت تأثیر قرار می دهند.

حسگرهای نیمه رسانا یا نیمه هادی

پایه و اساس عملکرد این نوع حسگرها، بهره گیری از ویژگی های نیمه هادی ها برای گرفتن تصویر سر انگشت یک انگشت با تغییر نقاط تماس بالاترین نقاط برآمدگی های کوچک سر انگشت با سطح اسکنر است. اکنون انواع مختلف این نوع حسگرها را معرفی می کنیم.

حسگرهای خازنی

تصویر

در حال حاضر حسگرهای خازنی متداول ترین نوع حسگرهای اثرانگشت هستند و در بیشتر گوشی های هوشمند با بالاترین سطح امنیت تعبیه می شوند. این نوع حسگرها وسیله ی الکترونیکی کوچکی به نام خازن را در خود جای داده اند.

در این نوع خازن ها به جای روش قدیمی تصویربرداری از سر انگشت، از چند ردیف مدار خازنی کوچک برای جمع آوری داده ها استفاده می شود. احتمالا می دانید که خازن ها قادر هستند جریان الکترونیکی را در خود ذخیره می کنند و با متصل شدن به صفحات کوچک رسانای سطح اسکنر، می توانند برای ثبت و بررسی جزئیات اثرانگشت استفاده شوند. زمانی که خطوط منحنی سرانگشت با صفحه های رسانا تماس پیدا کردند، جریان ذخیره شده در خازن ها کمی تغییر می کند. این در حالی است که شکاف هوا باعث می شود جریان خازن تقریبا تغییری نکند. در مرحله ی بعد مدار انتگرال گیر تقویت کننده ی عملیاتی برای ردیابی این تغییرات که مبدل آنالوگ به دیجیتال می تواند آن ها را ثبت کند، استفاده می شود.

تصویر
امنیت حسگرهای خازنی بسیار بیشتر از حسگرهای اپتیکال است

زمانی که این اطلاعات دیجیتالی ثبت شد، می توان آن ها را برای دستیابی به ویژگی های منحصر به فرد و متمایز برای هر فرد، تجزیه و تحلیل کرد. درضمن می توان این اطلاعات را برای مقایسه در آینده ذخیره کرد. آنچه حسگرهای اپتیکال را به طور ویژه ای هوشمند کرده، دشوارتر بودن فریب آن ها نسبت به حسگرهای اپتیکال است؛ زیرا نمی توان تنها با یک عکس داده هایی را که این حسگرها پس از دریافت آن ها، هویت کاربر را تشخیص و اجازه ی دسترسی به دستگاه را به او می دهند، جعل و کپی کرد و به دلیل اینکه مواد مختلف، جریان های مختلف را در خازن ها ایجاد می کنند (که تفاوت بسیار کمی با یکدیگر دارند)، فریب آن ها به معنای واقعی کلمه دشوار است. می توان گفت هک سخت افزاری یا نرم افزاری، تنها تهدید واقعی و احتمالی برای امنیت این حسگرها محسوب می شود.

تصویر
کیت حسگر خازنی

با تعبیه ی خازن ها در حسگرها به اندازه ی کافی که معمولا صدها یا حتی هزاران عدد در یک حسگر است، می توان تنها با استفاده از جریان الکترونیکی، تصویری با جزئیات بسیار زیاد از خطوط منحنی و فرورفتگی ها و برآمدگی های اثرانگشت به دست آورد. یکی از شباهت های حسگرهای خازنی با انواع نوری خود این است که هر چقدر رزولوشن آن ها با افزودن تعدادی زیادتری از حسگرها بیشتر شود، امنیت آن ها نیز به همان نسبت افزایش می یابد.

تصویر

در گذشته به دلیل اینکه حسگرهای خازنی دارای قطعه های زیادی در مدار تشخیص خود بودند، قیمت بسیار بالایی داشتند؛ به همین دلیل طراحان این حسگرها تلاش کردند با بهره گیری از طراحی های جدید اولیه و حسگرهای سوایپی، تعداد خازن های حسگر را کاهش دهند؛ زیرا زمانی که کاربر انگشت خود را روی این حسگرها می کشد؛ آن ها با رفرش کردن نتایج و داده های خروجی حسگر، داده ها را با تعداد کمتری از حسگرها جمع آوری می کنند؛ البته این نوع حسگرها آزاردهنده بودند و کاربر برای شناسایی درست اثرانگشت باید انگشت خود را چند بار روی آن ها می کشید؛ امروزه استفاده از حسگرهایی که انگشت باید روی آن ها ثابت نگه داشته شود، بسیار متداول تر از حسگرهای سوایپی است.

مزایا و معایب

این حسگرها قابلیت ها و ویژگی هایی فراتر از تشخیص اثرانگشت دارند و مدل های جدید آن ها از ویژگی هایی مثل استفاده از ژست های حرکتی و سوایپ کردن برای انجام برخی از کارها نیز پشتیبانی می کنند. درضمن می توان از این حسگرها که دکمه های نرمی هستند، به عنوان دکمه های ناوبری استفاده کرد. از دیگر قابلیت های کاربردی حسگرهای خازنی می توان به حساسیت به میزان فشار و امکان ایجاد تعامل با دیگر عناصر رابط کاربری گوشی (البته در برخی از آن ها) اشاره کرد؛ هچنین باید این مژده را به شما بدهیم که قیمت تولید این حسگرها همچنان در حال کاهش است.

از دیگر معایب و مزایای این این حسگرها می توان به قیمت پایین و قابل اطمینان بودن آن ها و از معایب آن می توان به لزوم تعبیه ی تعداد زیادی از خازن ها در این حسگرها اشاره کرد. درضمن این حسگرها نیز مانند حسگرهای اپتیکال نسبت به موادی که سر انگشت می تواند به آن ها آغشته شود، حساس هستند.

اسکنرهای دارای فرکانس رادیویی

تصویر

ساختار حسگرهای فرکانس های رادیویی از آرایه ای از عناصر حسگری تشکیل شده است که هر کدام از آن ها به عنوان آنتن های بسیار کوچکی عمل می کنند. این حسگرها که درواقع ماژول فرکانس رادیویی هستند، امواجی با شدت کم ایجاد و آن ها را به سمت سطح اسکن شده ی انگشت ارسال می کنند؛ سپس هر یک از آنتن ها امواج بازتاب شده از روی الگوهای پاپیلاری اثرانگشت را دریافت می کنند. میزان و اندازه ی نیروی محرکه ی الکترونیکی القا شده به هر یک از ریزآنتن ها به وجود یا نبود بالاترین نقاط اثرانگشت در نزدیکی آن ها بستگی دارد. درنهایت ماتریس تنش بدست آمده (تجزیه و تحلیل امواج ارسال شده از سوی آنتن ها و امواجی که دریافت کرده اند)، به تصویری دیجیتالی از اثرانگشت تبدیل می شود.

تصویر

مزایا و معایب

یکی از مزایای بسیار خوب این حسگرها این است که می توانند اثرانگشت را حتی از روی لایه ی پوستی زیر سطح انگشت نیز تشخیص دهد؛ بنابراین از این روش برای شناسایی اثرانگشت انگشت های آسیب دیده و خشک استفاده کرد.

در این روش به دلیل اینکه خصوصیات فیزیولوژیکی پوست بررسی می شود، احتمال فریب خوردن حسگر تقریبا صفر درصد است؛ البته اگر انگشت به صورت صحیحی روی سطح اثرانگشت قرار نگیرد، عملکرد آن ناپایدار خواهد شد.

حسگرهای فشاری

در حسگرهای فشاری از آرایه ای از مواد اثرفشار برقی یا اثر پیزوالکتریک (موادی که بر اثر فشرده شدن برق تولید می کنند) که نسبت به فشار حساس هستند. زمانی که انگشت روی سطح این حسگرها قرار می گیرد، برآمدگی های خطوط منحنی اثرانگشت روی بخشی از آرایه ی پیزوالکتریک ها فشار وارد می کنند، اما تورفتگی ها فشاری را ایجاد نمی کنند؛ این فرایند باعث می شود، ولتاژی که پیزوالکترونیک ها ایجاد می کنند، به تصویر اثرانگشت تبدیل شود.

تصویر

این حسگرها کاملا نازک هستند و معمولا در وسایل الکترونیکی به کار گرفته می شوند. یکی از معایب حسگرهای اثرانگشت فشاری اولیه این بود که افزایش دوام آن ها باعث کاهش کارایی آن ها می شد؛ زیرا لایه ی محافظی که روی سطح اسکنر حسگر قرار می گرفت، کنتراست اثرانگشت را کاهش داد

انواع

دو نوع حسگر فشاری وجود دارد:

حسگرهای دارای پوشش رسانا

این حسگرها پوشش منعطفی دارد که لایه ای دوگانه از الکترود روی آن ها را پوشانیده است.

حسگرهای دارای چیپ های میکروالترومکانیکی

در این حسگرها از سوییچ های بسیار کوچک سیلیکونی استفاده شده که روی چیپ های سیلیکونی قرار گرفته است و زمانی که خطوط منحنی اثرانگشت با سوییچ تماس پیدا می کنند، سوییچ بسته می شود و اثرانگشت به صورت الکترونیکی تشخیص داده می شود

مزایا ومعایب

حسگرهای فشاری می توانند به گونه ای طراحی شوند که نسبت به میزان فشار هم حساس باشند و با توجه به میزان فشار کارهای مختلفی انجام دهند؛ انجام کارهای مختلف در اپلیکیشن ها می تواند یکی از کاربردهای این نوع طراحی باشد؛ مثلا هنگامی که اپلیکیشن نقشه درحال اجرا است، می توانید با فشار ملایم روی حسگر، روی قسمتی از نقشه زوم کرد. البته این حسگرها چندین عیب دارند نیز دارند که شامل حساسیت کم، امنیت پایین (به راحتی فریب می خورند) و آسیب پذیر بودن در هنگام ایجاد فشار زیاد روی آن می شود.

حسگر حرارتی

در اسکنر های حرارتی از حسگرهای دربردارنده ی عناصر پیزوالکتریسه (موادی که بر اثر دریافت حرارت، الکتریسیته تولید می کنند) استفاده می شود. این نوع طراحی مشکل اختلاف دما و تبدیل آن به حرارت را حل می کند.

عملکرد این نوع حسگرها به این صورت است که وقتی انگشت روی اسکنر حسگر قرار می گیرد، نقشه ی دمایی سطح انگشت براساس دمای نقاط بیرون زده ی برآمدگی های اثرانگشت که با مواد پیزوالکتریسه تماس پیدا می کنند و همچنین دمای هوایی که در بین این برآمدگی ها وجود دارد، ایجاد و در مرحله ی بعدی به تصویری دیجیتالی تبدیل می شود.

تصویر

معایب و مزایا

این روش مزایای زیادی دارد که از میان آن ها می توان به مقاومت بالا دربرابر تخلیه ی جریان الکتریسیته ی ساکن، عملکرد پایدار در طیف گسترده ای از دماهای مختلف و امنیت بالا و فریب نخوردن اشاره کرد.

اما بزرگ ترین عیب حسگرهای حرارتی این است که تغییر دما پویا است و تقریبا فقط ۰٫۱ ثانیه طول می کشد تا دمای سطح حسگر با دمای خطوط منحنی و فرورفتگی های اثرانگشت که با سطح حسگر در تماس هستند، یکسان شود و تصویر اثرانگشت پاک بشود. درضمن با اینکه حسگر حرارتی اثرانگشت می تواند در طیف گسترده ای از دما عمل کند، زمانی که دمای محیط به دمای سطح انگشت نزدیک باشد، حسگر برای ایجاد اختلاف دما که حداقل یک درجه سانتی گراد است، به حرارت نیاز دارد.

حسگرهای فراصوت یا اولتراسونیک

تصویر

حسگرهای جدیدترین نوع حسگرهای اثرانگشت و در گوشی های جدید نیز از آن ها استفاده می شود. این حسگرها برای نخستین بار در گوشی Le Max Pro به همراه فناوری سنس آی دی (Sense ID) کوالکام تعبیه شد.

این نوع حسگرها برای ثبت دقیق جزئیات اثرانگشت، مجهز به فرستنده و گیرنده هستند و برای شناسایی اثرانگشت پالس های فراصوتی را به سمت اثرانگشت که روی سطح حسگر قرار گرفته است، ارسال می کنند؛ مقداری از این پالس ها جذب انگشت می شوند و مقداری دیگر از آن ها بسته به خطوط منحنی، فرورفتگی ها و دیگر جزئیات سرانگشت، به سمت حسگر بازمی گردند.

تصویر
حسگرهای فراصوت برای شناسایی اثرانگشت از امواج استفاده می کنند

این امواج شنیدنی نیستند و میکروفونی هم برای شنیدن آن ها در داخل اسکنر وجود ندارد؛ اما در عوض چند عدد حسگر تعبیه شده روی نقاط مختلف سطح اسکنر می توانند میزان تنش مکانیکی (نیروی وارد شده روی سطح) را تشخیص دهند و برای محاسبه ی شدت امواج بازگردانده شده در نقاط مختلف سطح اسکنر، استفاده شوند. اسکن طولانی تر امکان دریافت و ثبت داده های مربوط به عمق و در نتیجه بازآفرینی تصویری سه بعدی از اثرانگشت با جزئیات بالا را فراهم می کند. در این حسگرها فاصله ی بین امواج ارسال شده از سوی حسگرها تا خطوط منحنی و برجستگی ها و تورفتگی های الگوهای پاپیلری، با استفاده از پژواک امواج بازتاب شده از بخش های مختلف اثرانگشت، اندازه گیری می شود.

مزایا و معایب

کیفیت تصاویری که این حسگرها از اثرانگشت می گیرند، ۱۰ برابر سایر حسگرها است؛ درضمن فریب دادن این حسگرها بسیار دشوار است؛ زیرا علاوه بر دریافت اطلاعات الگوهای پاپیلری، می توانند اطلاعات دیگری نظیر پالس ها را نیز تجزیه و تحلیل کنند؛ علاوه بر این توانایی اسکن سه بعدی این حسگرها نیز فریب دادن آن ها را بسیار دشوارتر از انواع دیگر حسگرها می کند.

امنیت این حسگرها به قدری زیادی است که برخی هک آن ها را غیرممکن می دانند؛ البته نمی توان چنین ادعایی را به صورت کاملا قطعی پذیرفت؛ زیرا به تازگی کاربری موفق شده است با گرفتن تصویری از اثرانگشت خود روی لیوان، پردازش تصویر در فتوشاپ و درنهایت تهیه ی مدل سه بعدی از آن با استفاده از نرم افزار 3ds Max و درنهایت چاپ اثرانگشت با چاپگر سه بعدی حسگر پیشرفته ی گلکسی اس ۱۰ را فریب دهد! بنابراین قطعا فریب دادن حسگرهای فراصوت بسیار دشوار است، اما غیرممکن نیست؛ درکل باید گفت حسگرهای فراصوت تقریبا بی نقص هستند و بالا بودن هزینه ی تولید تنها عیب آن ها محسوب می شود.

یکی از معایب این حسگرها که می تواند برای کاربران بسیار آزاردهنده باشد؛ مختل شدن عملکرد آن ها در هوای سرد است؛ زیرا در فصل زمستان اندازه ی انگشت ها کمی کوچک تر و خشک می شود و خشک شدن انگشت ها ایجاد ترک و ساییدگی انگشت ها را در پی دارد.


دیدگاه ها

  دیدگاه ها
پربازدیدترین ویدئوهای روز   
آخرین ویدیو ها