La tecnología de identificación biométrica siempre ha sido un componente clave en el desarrollo de la tecnología de seguridad. En términos generales, hay casi 10 direcciones de desarrollo diferentes, como la retina y el iris, que a menudo se ven en películas, faciales (. rostro) y otras tecnologías de reconocimiento, así como el reconocimiento de huellas dactilares (huella digital), huella palmar (palmprint), huella de voz (voicepattern) que ya son muy comunes. La más común de ellas es la tecnología de reconocimiento de huellas dactilares, pero ¿alguna vez has pensado en cómo las computadoras comparan miles de datos de huellas dactilares? Por ejemplo, ¿cómo funciona realmente el TouchID utilizado por el iPhone5s? A continuación, primero comprendamos qué son las huellas dactilares y luego aprendamos sobre las diversas tecnologías de identificación. A través de los puntos finales y puntos de bifurcación de la línea de cresta
Si haces zoom y miras tu huella digital, encontrarás que tiene altibajos como un valle. El más alto es el frente de onda y el más bajo. uno es el canal. Además, las propiedades de la curvatura varían de persona a persona, creando una firma biológica única. Las llamadas características de las huellas dactilares se refieren a la distribución de las líneas de crestas de las huellas dactilares. Cada línea de cresta tendrá una ruptura, que es un punto final. Además de los puntos finales, también existen puntos de bifurcación llamados puntos de bifurcación. Tanto los puntos finales como los puntos de bifurcación son puntos característicos, que es la clave al comparar huellas dactilares.
Las huellas dactilares son uno de los métodos de identificación biométrica a través de los cambios en las crestas, los valles y las líneas de las crestas, se pueden capturar puntos característicos específicos y los puntos característicos de cada persona son diferentes. Fuente de la imagen: Wiki
Las huellas dactilares tienen múltiples configuraciones, Arch, Loop y Whorl también se subdividen en RightLoop y LeftLoop, y Arch se divide a su vez en Arch y TentedArch. Fuente de la imagen: forti Las huellas dactilares tienen 50 puntos característicos
Cada huella digital tiene aproximadamente 50 puntos característicos. La obtención de la posición y dirección de los puntos característicos se puede utilizar para la identificación de huellas dactilares. Generalmente, la tecnología de identificación de huellas dactilares no registra completamente el patrón de toda la huella dactilar, sino que solo almacena las características de la huella dactilar. Durante el análisis, se comparan la dirección y posición de los puntos característicos de las huellas dactilares para ver si son iguales. En la práctica, los métodos de identificación se pueden dividir aproximadamente en dos modos, a saber, comparación de verificación uno a uno y ntificación de uno a muchos. El primero se combina principalmente con una contraseña o ID específica y se compara directamente con el conjunto de características de la huella digital después de ingresarla, mientras que el segundo se compara en la amplia base de datos después de ingresar la huella digital.
Aunque las huellas dactilares tienen muchos puntos característicos, según la clasificación del Sistema Henry del británico E.R. Henry, las huellas dactilares se clasifican en dos partes y ocho categorías, siempre y cuando 13 de los puntos característicos son iguales. Se confirma que son la misma huella digital.
Las huellas dactilares se identifican principalmente por el principio, el final y la bifurcación de las líneas de cresta. Sin embargo, las huellas dactilares escaneadas pueden no ser completamente correctas y deben depender de algoritmos de fondo para corregir y mejorar el reconocimiento. Fuente de la imagen: NEC
La comparación se basa en la identificación de puntos característicos formados por líneas de crestas. Fuente de la imagen: NEC ¿Hay alguien con las mismas huellas dactilares?
Entonces te preguntarás, ¿hay personas en el mundo con las mismas huellas dactilares? Excepto en el caso de los gemelos idénticos, en términos de probabilidad, es posible que las huellas dactilares de dos personas tengan los mismos puntos característicos, pero esta probabilidad es lamentablemente pequeña. Solo sucederá cuando la población de la Tierra alcance los 42 dígitos. es poco probable que sobreviva en el mismo siglo. Muchos países del mundo han emitido certificados de huellas dactilares, como India, Malasia, Corea del Sur, etc., y algunos países han establecido bases de datos de huellas dactilares. Anteriormente, Taiwán exigía la toma de huellas dactilares para crear una nueva tarjeta de identidad, pero luego fue cancelada porque era inconstitucional.
Muchos países han comenzado a utilizar la autenticación de huellas dactilares, o a utilizar las huellas dactilares como herramientas de identificación auxiliares. La imagen muestra la aduana escaneando las huellas dactilares de los pasajeros al ingresar a los Estados Unidos. Por cierto, esta máquina tiene un diseño óptico; se mencionarán más detalles más adelante. Ventajas de la identificación por huella dactilar
Con tantos tipos de identificación biométrica, ¿por qué la identificación por huella dactilar se ha generalizado? La razón es que la plantilla que almacena los datos característicos de las huellas dactilares es actualmente la más pequeña entre las identificaciones biométricas. La capacidad de almacenamiento de cada huella digital es de sólo 120 a 180 bytes. Un espacio tan pequeño permite almacenarla fácilmente en dispositivos con capacidad limitada, como tarjetas de crédito, pasaportes, documentos de identidad, etc.
Además, debido al avance de la tecnología, el tamaño de los dispositivos de reconocimiento de huellas dactilares también se ha reducido mucho. Además de los lectores deslizantes comunes en las computadoras portátiles, gradualmente se están utilizando dispositivos similares en los teléfonos móviles y no requieren mucho. de espacio para la configuración del hardware.
Los teléfonos móviles están añadiendo poco a poco lectores de huellas dactilares y los portátiles empresariales han entrado en la era del reconocimiento de huellas dactilares mucho antes. El software y el hardware que componen el lector de huellas dactilares
El lector de huellas dactilares se compone de software y hardware. La parte del hardware es el sensor de huellas dactilares (FingerprintSensor), que se utiliza para recopilar huellas dactilares. Se puede dividir en sensores capacitivos y ópticos. Se puede dividir en tipos deslizantes y de presión según el método de escaneo. El software es un algoritmo de reconocimiento de huellas dactilares (FingerprintAlgorithm). Después de escanear el sensor de huellas dactilares frontal, el algoritmo compara los archivos de huellas dactilares en la base de datos. Los puntos en los que cada algoritmo pone énfasis pueden ser ligeramente diferentes. Algunos se centran en la velocidad de comparación, mientras que otros se centran en la precisión de la comparación.
La tasa de aceptación falsa (FalseAcceptanceRate, FAR) y la tasa de rechazo falso (FalseRejectionRate, FRR) están relacionadas con la seguridad y la velocidad FAR representa el grado de seguridad. En cuanto a FRR, está relacionado con la conveniencia. Cuanto menor sea el valor, más fácil será de usar. Después de conocer la estructura general del lector de huellas dactilares, comprendemos las diferencias en las tecnologías de recolección de huellas dactilares, es decir, los tipos capacitivos y ópticos mencionados anteriormente, así como las tecnologías de detección de deslizamiento y empuje clasificadas según los diferentes métodos de escaneo.
Lo que se almacena al escanear una huella digital no es necesariamente la imagen completa de la huella digital, sino la curva del punto característico y la posición de la huella digital, que es la polilínea más a la derecha de la imagen.
La preservación de las huellas dactilares está relacionada con la privacidad personal. Una vez analizados los puntos característicos de las huellas dactilares, la mayoría de ellos se cifrarán y almacenarán como algún tipo de flujo de datos. Fuente de la imagen: ntityone Capacitivo: escanea la carga, la diferencia de temperatura y la presión
Las huellas dactilares son simplemente las líneas de tus dedos Para permitir que una computadora escanee estas líneas, puedes usar los cambios de carga y las diferencias de temperatura en. Los dedos, la presión y otros métodos para escanear, y la tecnología de detección utilizada por el iPhone5s es la detección capacitiva. Algunas personas también la llaman tipo semiconductor, tipo cristal de silicio y otros nombres. Delgada y pequeña son las ventajas del diseño capacitivo, lo que facilita su instalación en dispositivos móviles. Sin embargo, el costo es más alto que el de los diseños ópticos y el sensor único se ve fácilmente afectado por factores externos como el sudor, lo que resulta en una durabilidad deficiente. Para mejorar la durabilidad, se agregará un mecanismo de protección al sensor. Por ejemplo, en el sensor del iPhone 5s se utiliza cristal de zafiro.
El izquierdo es un sensor óptico, y el derecho es un sensor capacitivo. El primero almacena la luz a través de elementos luminosos y fotosensibles, mientras que el segundo registra el estado de distribución de carga, temperatura, presión, etc. a través de semiconductores. .
En la imagen se puede ver el elemento semiconductor del sensor capacitivo y el cristal protector de zafiro que lo recubre. Tipo óptico: el escaneo de sombras se forma a través de la luz
El diseño de tipo óptico es anterior al tipo capacitivo. La forma más intuitiva de escanear la textura es copiar directamente el escaneo para que aparezcan los detalles de la textura. depende de la luz. La estructura del diseño óptico en la década de 1970 era muy simple. Las huellas dactilares podían registrarse basándose en una fuente de luz, un prisma y un elemento fotosensible. Al usarlo, presione el prisma con el dedo y confíe en el reflejo de la fuente de luz para revelar la línea de la cresta y luego capture la imagen a través del elemento fotosensible.
Debido a que los dedos del diseño óptico tocan prismas u otras superficies reflectantes en lugar del delicado chip sensor capacitivo, es muy duradero y de bajo costo. Para lugares como aeropuertos que requieren un gran uso, la mayoría de ellos son diseños ópticos, como la Aduana de EE. UU. Sin embargo, independientemente del diseño capacitivo u óptico, el propósito es obtener imágenes de huellas dactilares y la parte posterior aún tiene que calcular y comparar mediante algoritmos.
El principio óptico es muy sencillo, que consiste en identificar los picos y valles de las ondas mediante la irradiación de luz, para luego almacenarlos a través del elemento fotosensible. Fuente de la imagen: biometría Deslizar y presionar: el volumen y la direccionalidad son la clave
La tecnología se divide en capacitiva y óptica, y el escaneo también se puede dividir en deslizar y presionar. Comencemos presionando, lo que significa colocar el dedo sobre el sensor. El tipo deslizante se usa a menudo en las computadoras portátiles. Los sensores suelen ser alargados. Cuando se usan, es necesario deslizar todo el dedo sobre el sensor. El software de back-end combinará cada imagen deslizada para formar un archivo de huellas dactilares completo.
El origen del diseño deslizante es muy simple, solo para ahorrar costos. Después de todo, el diseño capacitivo era muy costoso en el pasado. Algunas personas pensaban que si se reducía el área del sensor, se podía obtener toda la huella digital con solo deslizarla. y ocupa menos espacio.
La ventaja del tipo push es que el funcionamiento es el más intuitivo, acorde con los hábitos de uso humano, y las huellas dactilares colocadas no son direccionales. La desventaja es que requiere un área mayor y es más grande. más caro. En cuanto al tipo deslizante, la ventaja es que el costo es menor y el sensor delgado requiere menos espacio. Sin embargo, todavía existen algunas desventajas, es decir, el deslizamiento debe seguir una determinada dirección y el reconocimiento es relativamente bajo. Los fabricantes admiten tanto el tipo de empuje como el tipo deslizante. El autor cree que cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas en diferentes entornos, y ninguno puede reemplazar completamente la función del otro.
Los sensores deslizantes se encuentran comúnmente en las computadoras portátiles y requieren un deslizamiento completo de toda la huella digital para poder usarse. Fuente de la imagen: PTT
Los diseños tipo push son comunes en las aduanas y otras agencias gubernamentales. Las computadoras portátiles también han usado diseños tipo push, pero ocupan mucho espacio y son costosos. sustituidos por unos deslizantes. Fuente de la imagen: estación de trabajo La identificación de huellas dactilares es solo el comienzo
Inicialmente mencionamos que existen muchos tipos de tecnologías de identificación biométrica y que las huellas dactilares son solo una de las aplicaciones más comunes. Creo que algunas personas que han utilizado interfaces de huellas dactilares en computadoras portátiles y teléfonos móviles las encontrarán convenientes para aplicaciones como las aplicaciones sin contraseña. Tal vez en el futuro podamos avanzar hacia el uso de la lente incorporada para el reconocimiento de retina o iris, o usar la huella de voz para desbloquear. En el futuro, ni siquiera necesitarás llevar una tarjeta de efectivo cuando vayas a un cajero automático a retirar dinero. Puedes retirar dinero mirando a la cámara en tres segundos. Todos estos son futuros previsibles y aplicaciones tecnológicas interesantes.