آشنایی با سنسور اثر انگشت

اگر بخواهیم به زبان امنیت اطلاعات بگوییم، هر انسانی که متولد می شود همراه خود یک کارت شناسایی همیشه قابل دسترس در اختیار دارد. همه ما روی انگشتان خود یک طراحی منحصر به فرد داریم،آشنایی با سنسور اثر انگشت که به تنهایی و به معنای واقعی کلمه معرف هویت شما است و در نوک انگشتان تان جای گرفته، پس همیشه همراهتان است.

انسان ها برجستگی های کوچکی روی پوست انگشتان دارند و این سازگاری خاص بسیار به نفع اجداد گونه بشر بوده است. الگوی برجستگی ها و فرورفتگی ها روی انگشتان دست، گرفتن اشیا را به وسیله انگشتان به دلیل اصطکاک آسان تر می کند.

به دلیلی مشابه، آج لاستیک به چسبندگی خودرو روی جاده کمک می کند و مانع از سر خوردن خودرو می شود. علاوه بر فاکتورهای زیادی که منجر به تعیین آرایش ژنتیکی اثر انگشت شما در وهله اول می شود، تعداد عوامل محیطی بی شماری موثر بر شکل گیری خطوط سر انگشتان نیز وجود دارد.

تغییرات و تداوم

درست مانند شرایط آب و هوایی که ابرها را شکل داده یا خط ساحلی سواحل را به وجود آورده اند، تمام روند توسعه به قدری تصادفی و آشفته است، که در تمام دوره تاریخ بشری، تقریبا هیچ شانسی برای تشکیل دو الگوی یکسان و دقیقا مانند هم نمی توان متصور بود.

در نتیجه، اثر انگشت هر انسانی نشانگری منحصر به فرد برای او محسوب می شود، و این امر حتی برای دو قلوهای یکسان نیز صدق می کند. و در حالی که دو اثر انگشت در نگاه اول در واقع ممکن است مثل هم به نظر برسند، یک پژوهش گر مجرب یا یک نرم افزار تحلیلی پیشرفته می توانید پی به تفاوت های روشن و از پیش تعریف شده ببرد.

این ایده اساسی تجزیه و تحلیل اثر انگشت است، که هم در بررسی و اثبات جرم و جنایت به کار گرفته می شود و هم برای تامین امنیت. وظیفه اسکنر اثر انگشت این است که جایگزین یک تحلیلگر انسانی شده و به وسیله جمع آوری نمونه های اثر انگشت کار مقایسه آن با نمونه یا نمونه های دیگری که قبلا ثبت کرده را انجام دهد. در بخش های بعد ، خواهیم فهمید که اسکنرهای اثر انگشت چگونه این کار را انجام می دهند.

روش های اسکن اثرانگشت

سنسور نوری اپتیکال optical

در این نوع سنسورها، از نور مرئی برای تهیه آشنایی با سنسور اثر انگشت استفاده می شود. در حقیقت این سنسورها همان سنسورهای موجود در دوربین دیجیتال که عمدتاً CCD یا CMOS هستند، می باشند. سطح این نوع سنسورها از تعداد زیادی المان حساس به نور تشکیل شده است که این المان ها نور برگشتی از انگشت را به جریان الکتریسیته تبدیل می کنند. طرز کار این سنسور به این صورت است که در ابتدا نوری به انگشت تابیده می شود.

سنسورخازنی(capacitance)

: در این نوع از سنسورها، از اصول کارکرد خازن ها استفاده می شود. سطح این سنسور، از المان های( پیکسل های ) خازنی تشکیل شده است که هر المان، وظیفه ثبت یک پیکسل از تصویر نهایی را دارد.

اندازه این المان خازنی، از اندازه عرض برآمدگی اثر انگشت نیز کمتر است. هر کدام از این المان ها به عنوان یک خازن به کار می رود. هر المان از دو قطعه فلزی تشکیل شده است که این دو قطعه فلزی با هم، به عنوان یک خازن به کار می روند. البته در ابتدا ظرفیت این خازن ثابت است. اما هنگامی که انگشت بر روی سنسور قرار می گیرد، به دلیل اینکه سطح انگشت هم به عنوان دی الکتریک و هم به عنوان صفحه سوم به کار می رود، ظرفیت این پیکسل خازنی نیز تغییر می کند.

سنسور حساس به فشار:

این سنسور از دولایه تشکیل شده است که این لایه ها با نزدیک شدن به هم ( اعمال فشار بر لایه ها) مقدار جریان متفاوتی را به خروجی ارسال می کنند. با توجه به اینکه بر آمدگی های اثر انگشت ، فشار بیشتری را نسبت به فرورفتگی ها اعمال می کنند، پس جریان خروجی در برآمدگی های اثر انگشت، از فرورفتگی ها بیشتر است . به شکل فوق توجه نمایید.

این مقدار اختلاف جریان الکتریکی بین برآمدگی ها و فرو رفتگی ها کافی است، تا بتوانیم تصویری از اثر انگشت را بدست آوریم. جریان های دریافتی از این المان ها، به واحد پردازش مرکزی ارسال می شوند و سپس بر اساس هر جریان، مقداری بین 0 تا 255 از طیف خاکستری اختصاص داده می شود و در نهایت تصویری از اثر انگشت پدید می آید.

سنسور امواج مافوق صوت :

امواج مافوق صوت، فرکانس بالایی دارند و می توانند تا لایه ای از پوست انگشت نفوذ کنند. در این سنسور، ابتدا موجی با فرکانس بالا ( مافوق صوت )، به سطح انگشت ارسال می شود و سپس این سنسور، انرژی دریافتی این امواج را از سطح انگشت، اندازه گیری می کند. با توجه به اینکه مقدار انرژی دریافتی از برآمدگی های اثر انگشت، از فرورفتگی ها بیشتر است، پس جریان خروجی سنسور نیز متفاوت خواهد بود.

جریان های دریافتی از سنسور به واحد پردازش مرکزی ارسال می شوند و سپس بر اساس هر جریان، مقداری بین 0 تا 255 از طیف خاکستری اختصاص داده می شود و در نهایت تصویری از اثر انگشت پدید می آید.