05/03/2018

Skanowanie odcisków palców: szybsze, precyzyjniejsze i bezdotykowe

Technologie

Większość ludzi miała już styczność ze skanerem odcisku palca — można je znaleźć w smartfonach, są używane podczas ubiegania się wizy do innego kraju lub podczas przekraczania granic. Ponadto odciski palców są często wykorzystywane jako potwierdzenie tożsamości.

W jednym z poprzednich postów omawialiśmy plusy i minusy korzystania z odcisków palców — na przykład na potrzeby identyfikacji, zwiększenia wygody czy z powodów bezpieczeństwa. Dziś opowiem Wam o dwóch nowych metodach, które zostały zaprezentowane przez dwie firmy podczas wydarzenia Mobile World Congress 2018.

Jak działa identyfikacja na podstawie odcisku palca

Odcisk palca można zebrać na wiele sposobów; zwykle należy przyłożyć palec do czujnika. Urządzenie wykrywa różnice w natężeniu pola elektrycznego różnych fragmentów palca, tworząc na ich podstawie unikatowy szkic linii papilarnych. Można również użyć aparatu do zrobienia zdjęcia. Albo wyemitować fale ultradźwiękowe i wykryć, jak odzwierciedla je powierzchnia palca, aby specjalny program mógł utworzyć mapę 3D palca.

Gdy kładziesz palec na czujniku, aby potwierdzić swoją tożsamość, za każdym razem zbierane są dane, które następnie są porównywane z grafikami znajdującymi się w bazie danych. Jeśli na znajdującym się w bazie obrazku, który jest oznaczony Twoim imieniem i nazwiskiem, widnieje taka sama (lub bardzo zbliżona) liczba linii papilarnych, jaką prezentuje obraz zarejestrowany w danej chwili przez skaner, a także zgadza się ich wzór — autoryzacja jest pomyślna. Dzięki temu możesz odblokować smartfona, wjechać do kraju czy zrobić cokolwiek innego, co wymaga tej czynności.

Bezdotykowe przechwytywanie odcisku

Wszystkie wspomniane wyżej sposoby wymagają dotknięcia czujnika na około jedną sekundę — czasami trzeba wyczyścić palec i dotknąć czujnika ponownie, ponieważ skanery często nie działają poprawnie. Skaner pojemnościowy nie wykryje mokrego palca, a z kolei aparat może nie zadziałać, gdy palec przesunął się zbyt szybko, co dotyczy również czujników ultradźwiękowych. Jeśli chodzi o własnego smartfona, większość ludzi nie przeraża funkcja dotykowa. Nieco inaczej jest w przypadku miejsc, w których z czujnika korzystają tysiące osób każdego dnia — z pewnością nie jest to higieniczne rozwiązanie. Ponadto tam, gdzie są ogromne tłumy, działa to bardzo powoli.

Podczas wydarzenia MWC 2018 francuska firma Idemia zaprezentowała nowy sposób skanowania odcisków palców, który nie wymaga kontaktu fizycznego. Należy przez chwilę poruszać ręką nad skanerem (brak dotyku oznacza brak bakterii) w odległości około 2 cm od powierzchni, a kilka aparatów umieszczonych poniżej powierzchni skanera wykonuje zdjęcia poruszającej się dłoni pod różnymi kątami. Następnie algorytm uczenia maszynowego tworzy model 3D palców.

Do działania aparatów potrzebne jest określone oświetlenie — system Idemia podświetla rękę zielonym światłem. Istnieje wiele innych skanerów, które także używają aparatów i zielonego światła, jednak w pomyśle firmy Idemia tworzony jest model 3D, a nie obraz 2D.

Konfiguracja wielu kamer i modelowanie 3D daje skanerowi firmy Idemia dwie korzyści, które przeważają wobec jednego aparatu tworzącego płaski obraz. Po pierwsze, rozwiązanie to łączy szybkość i precyzję — każdy z aparatów robi po ponad dziesięć zdjęć (każdy film to sekwencja zdjęć), a zastosowany algorytm jest wystarczająco szybki, aby przetwarzać je w ułamku sekundy. W efekcie bardzo szybko powstaje wysokiej jakości obraz — zeskanowanie, przetworzenie i porównanie odcisków czterech palców naraz zajmuje zazwyczaj mniej niż sekundę.

Po drugie, nie musisz niczego dotykać. Aby uchwycić dobre zdjęcie, musisz przesunąć palce nad powierzchnią skanera. Analiza i połączenie danych z każdej pojedynczej klatki filmu zaowocuje lepszym obrazem, dlatego możesz dosyć szybko przeciągnąć dłonią nad skanerem.

Idemia wierzy, że tego rodzaju skanery mogą być bardzo przydatne, gdy skan musi zostać wykonany tak szybko, jak to możliwe — na przykład na lotniskach. Mogą one również służyć jako metoda autoryzująca wejście do biura, aby pracownicy nie musieli tracić czasu, stojąc w kolejce pod drzwiami.

Jak skaner odcisków palców odróżnia zombi

Przedstawiciele firmy Idemia przyznali, że mimo niewątpliwego atutu, jakim jest dobrej jakości obraz, metoda ta nie jest absolutnie bezpieczna. Skaner ten można oszukać na przykład przy użyciu bardzo dobrej i wiernej kopii 3D dłoni. Firma zasugerowała, że aby zwiększyć bezpieczeństwo, warto korzystać z kilku czynników autoryzujących naraz: np. autoryzacji twarzy lub tęczówki ze skanem odcisku palca. Poza tym na lotnisku nikt pewnie nie będzie używał modelu 3D dłoni, więc para oczu i skaner powinny wystarczyć.

Jest jeszcze jedna metoda umożliwiająca skanerowi odróżnić nieożywiony obiekt, taki jak odcisk 3D dłoni (lub martwej dłoni — na pewno przyszło Ci to do głowy), od ręki żyjącej osoby. Chińska firma o nazwie Real iDentity zaprezentowała go podczas MWC 2018.

Metoda ta łączy tradycyjny czujnik pojemnościowy oraz wykrycie choćby mikroskopijnej ilości potu. Każda żywa osoba poci się przez cały czas — czasem mniej, czasem bardziej. Gdy skaner rozpozna na palcu wzór linii papilarnych i równocześnie wykryje na nim maleńkie krople potu, będzie mógł zautoryzować daną osobę. Ponieważ dłoń wydrukowana techniką 3D czy odcięty palec nie pocą się, nie będzie można ich użyć do oszukania urządzenia.

Firma Real iDentity nie ujawniła, w jaki sposób metoda ta wykrywa pot w ilości mikroskopijnej. Jednak poprzednie badania przeprowadzone przez inne firmy sugerują, że oprócz czujnika pojemnościowego do tego celu wykorzystywane jest urządzenie emitujące promienie rentgenowskie oraz czujnik zdjęć. Pot człowieka składa się nie tylko z wody i soli, ale zawiera także inne substancje chemiczne — np. potas, który pochłania promienie rentgenowskie i emituje światło, umożliwiając odróżnienie potu od wody czy innych substancji. Teoretycznie więc wykrycie mikropotu można zastosować w metodzie bezkontaktowej, jednak w prezentacji Real iDentity skanowanie odcisku palca wymagało dotknięcia czujnika.

Wszechobecne skanowanie odcisków palców

Te dwie technologie to krok naprzód w rozpoznawaniu odcisków palców. Chociaż jest mało prawdopodobne, że zostaną one zastosowane we wszystkich czujnikach odcisków palców, mogą rozszerzyć używanie autoryzacji przy użyciu odcisków na nowe obszary.

Z jednej strony to dobrze, ponieważ może to przyspieszyć pewne procesy lub wzmocnić bezpieczeństwo. Z drugiej strony mamy jednak niezmienne minusy takiej identyfikacji: odciski można łatwo gromadzić, a także nadal można je fałszować, nawet mimo że nowe technologie to utrudniają. W przeciwieństwie do haseł, po wycieku bazy danych nie można zmienić swoich odcisków palców. Wobec tego najlepiej jest traktować biometrię jako drugą, uzupełniającą metodę autoryzującą.