ليست كل أجهزة استشعار بصمات الأصابع متساوية: الموجات فوق الصوتية مقابل البصرية

إن ماسح بصمات الأصابع المخفي أسفل شاشة هاتفك الذي يعمل بنظام أندرويد هو قطعة هندسية رائعة. استخدمت بعض الهواتف الأولى التي تحتوي على ماسح بصمات الأصابع المدمج في الشاشة الضوء المرئي لمسح إصبعك، ولكن التكنولوجيا تحسنت على مر السنين. إليك ما تحتاج إلى معرفته عنها.

ليست كل أجهزة قراءة بصمات الأصابع المدمجة في الشاشة متساوية

أتذكر أنني قمت بتنزيل تطبيق من متجر Play Store “يحاكي” قارئ بصمات الأصابع المدمج في الشاشة. كان مجرد تطبيق مزاح يتظاهر بمسح إصبعك عند لمس الشاشة (مع رسوم متحركة رائعة، كما قد أضيف). في ذلك الوقت، بدا الأمر “غريبًا” للغاية بحيث لا يمكن اعتباره شيئًا حقيقيًا، لكن إمكانية لمس شاشة هاتفي لفتحه ظلت عالقة في ذهني.

تقدم سريعًا بضع سنوات قصيرة، و أطلقت شركة صينية لصناعة الهواتف هاتفًا مع شاشة تعمل أيضًا كقارئ لبصمات الأصابع. لن أمتلك هاتفي الأول المزود بمستشعر بصمات الأصابع في الشاشة إلا بعد مرور عامين، ولكنني انجذبت إليه على الفور. وفي النهاية، قمت بعرضه في أحد المتاجر، وقد فاجأني وأذهلني (لم أكن متأكدًا من كيفية تمكن هؤلاء المهندسين من تنفيذه).

قد يشعر البعض بخيبة أمل طفيفة بسبب أجهزة مسح بصمات الأصابع الحديثة المدمجة في الشاشة. فقد أظهرت هذه الأجهزة وعدًا كبيرًا ولكنها في النهاية لم تتمكن من منافسة أجهزة مسح بصمات الأصابع التقليدية. وإذا كنت من هذا المعسكر، فأنا أتفق معك. والحقيقة هي أنها قد تكون بطيئة وغير فعالة، وخاصة إذا لم تكن أصابعك نظيفة أو جافة. وهناك بعض الأشياء التي يمكنك تجربتها لجعل الماسح الضوئي أكثر دقة.

ولكن بالنسبة لي، فإن أجهزة قراءة بصمات الأصابع على الشاشة هي مجرد سحر تقني. وأنا أقدر حقيقة أنها موجودة. كما حققت التكنولوجيا تقدمًا كبيرًا، لدرجة أن جميع أجهزة قراءة بصمات الأصابع على الشاشة لم تعد متساوية. هناك نوع جديد من تقنية قراءة بصمات الأصابع أكثر موثوقية وأكثر أمانًا، وتعمل حتى لو كانت أصابعك مبللة أو متسخة. ويُطلق عليها مسح بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية.

سأقارن ذلك بقارئ بصمات الأصابع البصري المدمج في الشاشة (النوع الأصلي). آمل أن تساعدك المقارنة عند اختيار هاتفك التالي.

الماسح الضوئي لبصمات الأصابع

تعمل قارئات بصمات الأصابع الضوئية من خلال تسليط الضوء على إصبعك والتقاط صورة. توجد كاميرا صغيرة مختبئة خلف الشاشة (يمكنك الوصول إليها بالفعل في بعض الهواتف). تعكس الشاشة، جنبًا إلى جنب مع عدد قليل من مصابيح LED الصغيرة، الضوء عن حواف إصبعك وتخلق الكاميرا الصغيرة الموجودة بالداخل انطباعًا ثنائي الأبعاد عنه. ثم تتم معالجة الانطباع وتنقيحه ومطابقته مع قائمة الانطباعات المتوفرة بالفعل في التخزين. يفتح الهاتف إذا وجد تطابقًا. وبصورة عامة، هذه هي الطريقة التي تعمل بها كل ماسحات بصمات الأصابع الضوئية الموجودة بالشاشة.

للحصول على مسح ضوئي واضح باستخدام مستشعر بصري، فأنت بحاجة إلى شاشة شفافة لنقل الضوء. فكر في آلات النسخ أو الماسحات الضوئية. يجب أن تسلط أجهزة استشعار بصمات الأصابع الضوء عبر شاشة الهاتف بنفس الطريقة تمامًا، باستثناء أن هذه الشاشات ليست شفافة. صمم المهندسون جميع أنواع الحلول الذكية لجعلها شفافة.

لكن التكنولوجيا ليست مثالية على الإطلاق. فباستخدام ماسح بصمات الأصابع القياسي، يكون إلغاء القفل فوريًا ويعمل (تقريبًا) في كل مرة. وبالمقارنة، يمكنك أن تشعر بتأخر واضح في ماسحات بصمات الأصابع على الشاشة.

إن هذا التأخير متأصل في تصميم هذه الماسحات الضوئية. فالأوساخ أو الرطوبة أو الزيوت قد تحجب الصورة ثنائية الأبعاد. ويتعين على خوارزمية ما معالجة الصورة ومطابقتها، وهو ما يؤدي إلى إبطاء الأمور أكثر. وما لم تكن زاوية الصورة مثالية، فقد لا تتطابق صورة بصمة الإصبع مع ما هو مسجل في الذاكرة.

نظرًا لأنها مجرد صورة ثنائية الأبعاد بسيطة، فإن أجهزة استشعار بصمات الأصابع الضوئية أسهل كثيرًا في الخداع من أجهزة الاستشعار السعوية العادية. ومن الناحية الفنية، من الممكن تجاوزها باستخدام صورة ثنائية الأبعاد عالية الجودة لبصمة الإصبع.

لقد تم تصحيحه منذ ذلك الحين، ولكن قام أحد الباحثين بتزوير أمان بصمة الإصبع الضوئية على طرز هواتف متعددة لا تحتوي إلا على ورقة بلاستيكية عاكسة. يؤدي وضع الورقة العاكسة فوق بصمة إصبع متبقية على الشاشة إلى فتح قفل الهاتف. وبقدر ما يتعلق الأمر بتجاوز الأمان البيومتري، فإن هذه الخدعة هي أدنى مستوى من حيث التكنولوجيا.

ماسح بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية

لا تحتوي ماسحات بصمات الأصابع السعوية القياسية على أجزاء متحركة كثيرة مثل نظام الماسح الضوئي البصري. فهي ترسم خطوط الإصبع من خلال استشعار التغيرات الكهربائية فيها. إن التقاط وقراءة التغيرات الكهربائية أسرع وأكثر دقة وأكثر موثوقية. كما تتضمن استشعار العمق، وهذا هو السبب في أنها أكثر أمانًا.

يحاول ماسح بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية إعادة خلق الموثوقية والدقة والأمان لأجهزة استشعار بصمات الأصابع السعوية التقليدية. وكما يمكنك أن تلاحظ من الاسم، فهو يعمل باستخدام الموجات الصوتية.

يختبئ هذا النوع من المستشعرات خلف الشاشة ويرسل موجة صوتية غير مسموعة عندما تلامس أطراف أصابعك الشاشة. تصطدم الموجة بالنمط الموجود على بصمة إصبعك ثم ترتد. تلتقط الموجة المنعكسة وتنشئ نموذجًا ثلاثي الأبعاد لإصبعك.

لا تعتمد أجهزة قراءة بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية على الضوء. لذا فهي تعمل في أي ظروف، سواء كانت ممطرة أو مشمسة. ويمكنك استخدامها بأصابع مبللة أو زيتية. ودقتها أفضل بكثير من الماسحات الضوئية البصرية المعتادة.

بالإضافة إلى ذلك، فهي أكثر أمانًا لأن خداع نموذج ثلاثي الأبعاد أصعب من خداع صورة ثنائية الأبعاد. ومع ذلك، فإن أجهزة المسح بالموجات فوق الصوتية ليست غير قابلة للكسر. فبدلاً من الطباعة ثنائية الأبعاد، يمكن للمهاجم استنساخ نموذج مفصل لبصمة الإصبع باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. قام شخص ما بإنشاء طباعة ثلاثية الأبعاد لبصمة إصبعه مرفوعة من كأس نبيذ (أقول “مرفوعة” لكنهم التقطوا صورة لها بهاتف) ونجحوا في ذلك. تم فتح هاتف سامسونج جالاكسي الرائد ببصمة إصبع مزيفة.

من هو الفائز؟

قد يبدو مستشعر بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية المتطور هو الفائز الواضح. وهو يتفوق على ماسح بصمات الأصابع البصري في كثير من النواحي، لكن الأمر يصبح أكثر تعقيدًا بعض الشيء عندما نضيف التكلفة إلى المزيج. والسبب وراء عدم استبدال قارئات بصمات الأصابع بالموجات فوق الصوتية بالمستشعرات البصرية هو أنها باهظة الثمن ويصعب تصنيعها. ولهذا السبب لا نراها إلا في الأجهزة الرائدة المتميزة. ومن المحتمل أن تظل على هذا النحو، على الأقل لبعض الوقت.

في مواجهة أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية المتقدمة والقوية، لا يواكب الماسح الضوئي لبصمات الأصابع المتواضع هذا التطور. ومع ذلك، يظل أكثر فعالية من حيث التكلفة، حيث يمنح حتى الأجهزة ذات الميزانية المحدودة الأمان البيومتري غير المرئي الذي يشبه أفلام الخيال العلمي والذي اعتدنا على اعتباره أمرًا مسلمًا به.