İçinde

Parmak izi sensörlü akıllı telefonlar piyasayı sular altında bıraktı, ancak bu sensörlerin bütçe segmentindeki akıllı telefonlara ulaşmaya başlamasından bu yana çok geçmedi. Bu sensörler son zamanlarda daha hızlı ve daha güvenli hale geldi. Sonuç olarak, bu sensörler günümüzde öncelikle akıllı telefon güvenliği için kullanılıyor.

Akıllı telefon endüstrisindeki kıyasıya rekabet ve gelişen teknoloji, bizi her geçen gün yeni bir inovasyona rastladığımız bu aşamaya getirdi. Parmak izi sensörleri de çok uzaklara geldi, şu anki moda kelime ekran içi parmak izi sensörleri. Xiaomi, Realme ve Oppo gibi akıllı telefon üreticileri, teknolojinin sadece amiral gemisi cihazlarla sınırlı olmadığından emin oldu.

Realme X, Redmi K20 ve OPPO K3 gibi yeni cihazlar, ekran içi parmak izi tarayıcılarını sindirilmesi zor bir fiyata sunuyor. Tüm bunları akılda tutarak, bu ekran içi parmak izi sensörü teknolojisinin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını öğrenelim.

Tarih

Her şey başladığında en başından başlayalım. Mobil cihazlarda parmak izi okuyucuların geçmişine dalmak bizi 2004'te piyasaya sürülen ' Pantech GI100'e götürüyor. Bu cihaz, türünün ilk örneği olan bir parmak izi okuyucuyla donatılmıştı. ' G900 ve G500 ' trendini izleyen sonraki cihazlar 2007'de Toshiba'nın beğenilerinden geldi. Daha sonra HTC, Acer ve Motorola gibi üreticiler kendi cihazlarıyla lige katıldı. Apple da 2013 yılında iPhone 5'lerin parmak izi sensörü almasıyla partiye katıldı. Cupertino merkezli dev aradı, Touch ID adını verdi. O zamandan beri parmak izi sensörü teknolojileri bazı önemli değişikliklere uğradı.

Teknoloji meraklıları, kullanımda olan üç farklı parmak izi kimlik doğrulama teknolojisi olduğunu biliyor olabilir. Ancak ekran içi parmak izi teknolojisi şu anda yalnızca ikisinden yararlanıyor.

Büyük resme geçmeden önce, arkadaki çalışmalardaki temel teknolojiyi anlamamızı sağlar. Tüm parmak izi sensörleri, parmaklarınızdaki bu benzersiz izleme sırtlarını ve çizgilerini izleyerek çalışır. Bununla birlikte, bu izleme sürecinde optik tarama, kapasitif tarama veya ultrasonik tarama dahil olmak üzere farklı teknolojiler iş başında olabilir.

Parmak izi tarayıcı türleri

1. Optik Tarayıcılar (Ekran içi parmak izi sensörlerinde kullanılır)
2. Ultrasonik Tarayıcılar (Ekran içi parmak izi tarayıcılarında kullanılır)
3. Kapasitif Tarayıcılar

Ekran İçi Optik Tarayıcılar

Optik tarayıcılar bir süredir piyasadadır ve parmak izi kimlik doğrulamasının en eski yöntemleridir. Bununla birlikte, ekran içi optik sensörler, akıllı telefonlar için nispeten yenidir. MWC 2018'de sergilenen bir konsept cihaz olan Vivo Apex, akıllı telefon endüstrisinde pek çok dikkatleri üzerine çekti. Cihaz, ABD merkezli sensör üreticisi Synaptics tarafından geliştirilen bir optik parmak izi sensörü olan 'CLEAR ID 9500'e sahipti. Daha sonra 'Vivo X20 Plus UD' adlı yeni bir cihazda tüketicilere sunuldu. Yeni tasarım kısa süre sonra OPPO, Samsung, Huawei ve daha fazlası gibi şirketler tarafından kabul edildi. Gördüğümüz parmak izi sensörlerinin çoğu Optik parmak izi sensörüdür ve Arduino, Raspberry pi ve diğer mikrodenetleyicilerle kolayca arayüzlenebilir.

Optik Parmak İzi Sensörünün Çalışması

Teknoloji, parmak izinizin bir görüntüsünü yakalamaya ve mevcut parmak izinin depolanan görüntüyle eşleşip eşleşmediğini daha fazla analiz etmeye dayanır. Bir şarjla bağlanmış cihaz (CCD) bir optik sensörün, dijital kamera ve video kamera kullanılan aynı sensörün merkezinde yer alır. Farkında olmayan insanlar için, bir CCD, ışık fotonlarına yanıt olarak elektrik sinyalleri üreten, fotosit adı verilen ışığa duyarlı bir diyot dizisidir.

Parmağınızı sensöre yerleştirir yerleştirmez, çıkıntıları ve boşlukları aydınlatmak için bir dizi ışık yayan diyot (LED) yanar ve bir CCD kamera hızla aynı görüntüyü yakalar. CCD sistemi, daha fazla yansıyan ışığı (parmak sırtları) temsil eden daha koyu alanlar ve daha az yansıyan ışığı (sırtlar arasındaki vadiler) temsil eden daha açık alanlar ile parmağın ters çevrilmiş bir görüntüsünü oluşturur. Yakalanan görüntü daha sonra saklanan görüntü ile karşılaştırılır.

Optik sensörlerin kandırılması kolaydır, çünkü kullanılan teknoloji 2B bir görüntüyü yakalar ve iyi kaliteli bir görüntü bu güvenliği büyük olasılıkla yenebilir. Teknolojinin yalnızca arka planda boşlukların olduğu OLED ekranlarla çalıştığını belirtmekte fayda var. Başlangıçta, ekran içi parmak izi sensörleri şimdi olduğu kadar güvenilir ve hızlı değildi. Ancak son zamanlarda işler bu sensörlerin lehine değişti.

Ekran İçi Ultrasonik Tarayıcılar

Ultrasonik sensörler, kullanılan en yeni parmak izi teknolojileridir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu sensörler parmak izinizin haritasını çıkarmak için yüksek frekanslı ultrasonik sesi kullanır. Samsung, ekran içi ultrasonik parmak izi sensörüne sahip ilk cihazı Galaxy S10 / S10 + 'yı getirmek için Qualcomm ile ortaklık kurdu. Cihaz aynı zamanda Qualcomm'un Sense ID'nin bir yinelemesi olan 3D Sonic sensörüne sahip ilk kişiydi.

Qualcomm'un en yeni ultrasonik teknolojisi, 800 mikron kalınlığa kadar camla çalışır. Şirket, kapasitif bir parmak izi tarayıcısının başarabileceğine yakın olan kilit açma için 250 milisaniyelik bir gecikme olduğunu iddia ediyor.

Ultrasonik Parmak İzi Sensörünün Çalışması

Bu tarayıcılardaki donanım bir ultrasonik verici ve alıcıdan oluşur. Tarama işlemi, sensöre bir parmak ucu yerleştirilir yerleştirilmez başlar. Parmak ucundaki çıkıntılar ve çukurlarla çarpışan verici tarafından bir ultrasonik darbe iletilir, nabız basıncının bir kısmı emilir ve bir kısmı sensöre geri döndürülür. Nabzın emilim ve geri sekme miktarı, değişen parmak izlerine göre değişir. Daha da ileri giderek, tarayıcı üzerinde farklı noktalarda dönen ultrasonik darbenin yoğunluğunu hesaplamak için mekanik gerilimi algılayabilen bir sensör kullanılır. Bu tarayıcılar, taranan parmak izinin ayrıntılı bir 3B kopyası ile sonuçlanan ayrıntılı derinlemesine bilgi elde eder.

Bu tarayıcılar ekranın altında olduğu için. Ultrasonik sensörlerden gelen dalgalar, parmağınıza ulaşmadan önce ekranın arka panelinden, camından ve koruyucu kapağından geçmelidir. Bu nedenle üreticiler, teşhir için kullanılan camın çok kalın olmamasını sağlar. Bununla birlikte, bu teknolojinin düzgün çalışmasını engelleyebilecek ekran koruyucu gibi ekstra koruma eklememeniz tavsiye edilir.

Pek çok cihazda, mevcut teknolojilerin en pahalı olanı olan ultrasonik sensör bulunmaz. Samsung Galaxy S10 / 10 + gibi amiral gemisi cihazlar ultrasonik sensörle donatılmıştır. Ancak, bu teknolojinin bütçe segmentine girdiğini görmemiz için hala biraz zaman var.

Kapasitif Tarayıcılar

Kapasitif Sensörler, bugünlerde en yaygın kullanılan sensörlerdir ve karşılaştığınız diğer tüm cihazlarda bulunabilir. Bu sensörler, elektrik enerjisini depolamak için kullanılan elektronik bir bileşen olan çekirdek bileşen olarak kapasitörler kullanır. Bu teknoloji şu anda ekran içi parmak izi taraması için kullanılmamaktadır.

Kapasitif Parmak İzi Sensörünün Çalışması

Bu sensörler de parmak izlerindeki çıkıntıları ve çukurları tarar. Ancak bu durumda veri toplamak için ışık yerine elektrik akımı kullanılır. Parmak izi ayrıntılarını toplamak için tarama yüzeyinin altına bir dizi kapasitör yerleştirilir. Tarama yüzeyine bir parmak ucu yerleştirildiğinde, kapasitörde depolanan yük değişir. Bu yük farkı, bir analogdan dijitale dönüştürücü tarafından daha da kaydedilen bir op-amp entegratör devresi tarafından izlenir.

Yakalanan veriler kimlik doğrulama için kullanılır. Kapasitif sensörlerin kapasitesinin, kapasitör sayısının artmasıyla arttığını belirtmekte fayda var. Bu tarayıcılar daha iyi güvenlik sunar ve kandırılması delicesine zordur. Kapasitif sensörler, optik olanlara kıyasla daha pahalıdır ve o zamanlar yalnızca amiral gemisi cihazlarında kullanılıyordu. Dahası, 2019 yılı ve kapasitif sensörler akıllı telefon endüstrisindeki tüm segmentlere nüfuz etti. Kapasitif dokunmatik yüzeyler ucuzdur ve herhangi bir cihazla kolayca entegre edilebilir.

Algoritma ve Kriptografi

Verileri güvenli bir yerde saklamanın önemli olduğunu söyleyen tarama, sürecin sadece yarısıdır. Bu işlem için, sensöre taranan verilerin yorumlanması ve daha sonra işlemciye aktarılmasıyla ilgilenen özel bir IC eklenir. Güvenli yere erişilemez ve köklenme bile içeri girmeye yardımcı olamaz. Her üreticinin farklı bir yaklaşımı vardır ve temel parmak izi özelliklerini tanımlamak için farklı algoritmalar kullanır. Genel olarak, bu algoritmalar, parmak izinizdeki çizgilerin sona erdiği veya ikiye bölündüğü minutiae adı verilen çok özel özellikleri arar. Dolayısıyla, tarayıcı tüm parmak izini yeniden taramak yerine bu ayrıntılarla eşleşebilir. Bu da tüm süreci biraz daha hızlı hale getiriyor.

Daha da ileri giderek, bu sensör üreticilerinin depolama için ayrı sistemleri vardır. ARM, verileri ana işlemcinin içinde güvenli bir yerde saklayan, Trusted Execution Environment (TEE) tabanlı TrustZone teknolojisini kullanır. Diğer tarafta Qualcomm, özel şifreleme anahtarlarını ve şifrelerini korumak için Qualcomm Secure Execution Environment'ı (QSEE) kullanıyor. Bu sistemlerin farklı adları olabilir, ancak hepsinin verileri korumak için ortak bir amacı vardır.

Hangisi daha iyi Optik veya Ultrasonik?

Elbette ultrasonik tarayıcılar, 3D tarama sürecinden yararlandıkları için daha iyidir, oysa optik tarayıcılar daha önce bahsedildiği gibi sadece 2D tarama yapabilir. Bunların yanı sıra, ultrasonik sensörlerin boyutları son derece küçüktür, Qualcomm'un en yeni 3D sonik sensörü yalnızca 0,2 mm'dir. Bu sensörlerin küçük form faktörü, ince ve çerçevesiz cihazlara yönelik mevcut talebi karşılar. Daha da ilerledikçe bu sensörler toz, yağ veya ıslak ellerden de etkilenmez.

Ancak, ultrasonik sensör kullanan ve tamamen üretim maliyetleriyle ilgili olan çok fazla cihaz yoktur. Bu sensörler maliyetlidir ve şu an itibariyle yalnızca belirli cihazların amiral gemisi cihazlarında mevcuttur.

Ekran içi parmak izi tarayıcılara sahip en son cihazlar nelerdir?

Artık mevcut teknolojilerin ve bunların çalışmasının farkındasınız. Ekrandaki parmak izi sensörlerine sahip son cihazların ve bunların türlerinin farkında olsanız daha da iyi olur.

Optik ekran içi tarayıcılara sahip cihazlar	Ultrasonik ekran içi tarayıcılara sahip cihazlar
Redmi K20 / k20 Pro	Samsung Galaxy S10 / S10 +
Realme X
Bir Artı 7/7 Pro
OPPO K3
Samsung Galaxy A50 / A70 / A80
OPPO K1
Vivo V15 Pro
Bir Artı 6T
Huawei P30 Pro
Xiaomi Mi 9