صفر تا صد سیستم اثر انگشت
تکنولوژی سیستم اثر انگشت چند سالی است که در تلفن همراه دیده می شود و امروزه در دستگاه حضور و غیاب نیز نقش امنیتی ویژه ای دارد. ساز و کار این دستگاه به شکل خاصی است و معمولاً این سیستم در انواع مختلف طراحی و اجرا شده است. هرچه مکانیزم این سیستم پیشرفته تر می شود، اطمینان دستگاه حضور و غیاب نیز گسترده تر خواهد شد.
الگوریتم سیستم اثر انگشت
چه خوب است در مورد الگوریتم به کار رفته در سیستم اثر انگشت بیشتر بدانیم. یک موضوعی که شاید چالش بزرگ دستگاه های سیستم اثر انگشت باشد، اینکه معمولاً این دستگاه ها در شناسایی اثر انگشت تحت تاثیر یک سری مسائل هستند. مثلاً هر بار یک اثر انگشت را ثبت می کنند در صورتی که اثر انگشت یک شخص ثابت است. این موضوع به دلیلی خاصیت کشسانی پوست و یا تحریفاتی که در شکل پوست صورت می گیرد، مشخص خواهد شد، از سوی دیگر محل اثر انگشت نیز اهمیت زیادی دارد.
عملیات تشخیص اثر انگشت نیاز به بررسی دقیق و جز به جز داشته و باید همه پستی و بلندی های پوست و شیارهای عمیق و نیمه عمیق مشخص شود.
معمولاً از الگوریتم های پیچیده پردازش تصویر استفاده می شود به طوری که روی الگوهای الگوریتم های پیچیده تاثیر می گذارد و از این رو سبب دسترسی به اطلاعات مختلف می شود.
اولین گام الگوریتم دستگاه اثر انگشت به این صورت است که نمونه برداری تصویری از اثر انگشت صورت می گیرد. در واقع مشخصات نقاط minutiae انگشت مشخص می شود. خطوط ریز بررسی شده و بخش های تلاقی آنها معلوم می شود. این ویژگی ها در بانک اطلاعاتی ذخیره می شود.
یکی از الگوریتم های به کار رفته در سیستم اثر انگشت مشهور به VeriFinger است. در این الگوریتم از طرح ها و رویه های مختلف انگشت استفاده می شود به طوری که در نهایت مجموعه ای از نقاط minutiae وجود خواهد داشت. این الگوریتم به صورتی طراحی شده است که قابلیت اطمینان و عملکرد سیستم را مشخص می سازد/
عمل تطبیق مربوط به گام دوم الگوریتم است به طوری که در ابتدا یک بررسی کلی صورت می گیرد اگر هیچ نتیجه مثبتی وجود نداشت، رکورد بعدی وارد میدان می شود تا بیشترین خصوصیات کلی مشابه در بر گرفته شود.
معمولاً اجرای سه اثر انگشت از یک انگشت قابل قبول تر است. هر یک از سه تصویر پردازش شده و خصوصیات آنها باید مدنظر قرار بگیرد.
کیفیت تشخیص اثر انگشت نیز به صورت قابل ملاحظه ای ارزیابی می شود.
تکنولوژی اثر انگشت
رمزنگاری سیستم اثر انگشت
سخت افزار به کار رفته در دستگاه های مجهز به سیستم اثر انگشت بسیار مشابه هم هستند اما الگوریتم هایی که برای رمزنگاری در نظر گرفته می شود معمولاً یک سری تفاوت ها دارد. معمولاً در کنار سنسور اثر انگشت، یک مدار مجتمع آی سی ارزیابی شده است کار این مدار تفسیر داده ها بوده و همینطور انتقال آنها به پردازنده مرکزی را برعهده دارند. انتقال اطلاعات به پردازنده بر اساس الگوریتم های مختلفی صورت می گیرد و بسته به موقعیت دستگاه دارد.
الگوریتمی که برای رمزنگاری دستگاه سیستم اثر انگشت در نظر گرفته می شود به سرعت و دقت دستگاه مربوط می شود. به طور کلی الگوریتم های اعمال شده بر اساس اثر انگشت اسکن شده یک سری اطلاعات را به ثبت میرسانند. در این راستا نیاز به کد گذاری نقاط ثبت شده است. مثلاً کدگذاری صفر و یک یکی از الگوریتم های ابتدایی برای سیستم اثر انگشت است.
پردازنده های به کار رفته در دستگاه های کنترل تردد مجهز به سیستم اثر انگشت معمولاً به شکلی طراحی شده اند که وضعیت پردازنده را مشخص می کنند. معمولاً اطلاعات در این دستگاه ها در وضعیت محرمانه قرار می گیرد به این ترتیب می توان اطمینان داشت که مسیر به درستی طی شده است.
تکنولوژی اثر انگشت
انواع سیستم اثر انگشت
همانطور که در مقدمه اشاره شد، سیستم اثر انگشت از روش های مختلف برای ثبت و بررسی اثر انگشت استفاده می کند که قصد داریم سه مورد از اصلی ترین سیستم های اثر انگشت را معرفی کنیم.
سیستم اثر انگشت با سنسور نوری: نام دیگری که برای این سنسور در نظر گرفته شده است، اپتیکال است. سنسورهای نوری بسیار قدیمی هستند و اولین دستگاه هایی که مجهز به این سیستم شدند، از مکانیزم نوری بهره می برند. به زبانی ساده این سنسور ها از انگشت شما تصویربرداری می کنند به نوبه خود یک عکس از تصویر می گیرند. حال زمانی که شخص انگشت خود را روی سنسور بگذارد یک تصویر دیگر ثبت می شود و با تصویر ثبت شده قبلی مقایسه می شود. رزولوشن به کار رفته برای این مدل از سنسورهای اثر انگشت متفاوت است. دفاعی بابت دقت این مدل از سنسورها وجود ندارد اما این تصور که هیچ یک از خط و خطوط دست را نشان نمی دهد نیز اشتباه است چون تصاویر ثبت شده علائم مختلف از انگشت را تشخیص می دهند.
مزایا: سیستم اثر انگشت با سنسور نوری معمولاً کاربری آسانی داشته و نیاز به اجرای الگوریتم گران قیمتی نخواهد بود. تصاویر ضبط شده برای این سنسورها معمولاً کیفیت خوبی دارند.
معایب: سیستم اثر انگشت با سنسور نوری همانطور که از اسمش مشخص است زمانی کار می کند که نور کافی وجود داشته باشد بنابراین در صورت تاریک بودن فضا این دستگاه به درستی کار نمی کند. البته استفاده از ال ای دی در اطراف سنسور توانسته تا حدی این مشکل را برطرف سازد.
سیستم اثر انگشت خازنی: نوع دوم از سیستم اثر انگشت مشهور به سنسورهای خازنی هستند این مدل از سنسورها در تلفن های هوشمند دیده می شود. از خازن برای اجرای این سنسورها استفاده می شود. دستگاه هیچ تصویر سنتی را ذخیره سازی نمی کند. در این دستگاه مجموعه خازنی طراحی شده است که تمرکز اصلی خازن ها روی انگشت کاربر است به طوری که خطوط انگشت مشخص می شود. خازن ها این قابلیت را دارند که از بار الکتریکی استفاده نمایند و سپس به واسطه یک سطح رسانا شرایط اتصال برقرار می شود. در واقع خازن ها با هم در تعامل هستند و این موضوع سبب می شود که خطوط روی انگشت دقیقتر مشخص شود.
عملکرد سیستم اثر انگشت خازنی به این صورت است که وقتی انگشت روی سنسور مورد نظر قرار می گیرد، بار الکتریکی دچار تغییر حالت شده و از یک تقویت کننده عملیاتی استفاده می شود که بتواند پایش درستی در حالت بار الکتریکی داشته باشد. در صورتی که تماس به شکل کامل برقرار نباشد، خازن هیچ تغییر حالتی نخواهد داد.
در این دستگاه ها از مبدل های آنالوگ استفاده می شود تا عملیات تبدیل آنالوگ به دیجیتال به خوبی صورت بگیرد. یک سری الگوریتم های نرم افزاری نیز مطرح هستند تا اثر انگشت را به درستی تشخیص دهند. معمولاً در دستگاه های حضور و غیاب از مدل خازنی استفاده می شود.
مزایا: دقت سیستم خازنی به نسبت مدل نوری بیشتر است. دور زدن و تقلب برای دستگاه تعریف نشده است از سوی دیگر دستگاه دقت بالایی در ثبت تصاویر دارد.
معایب: معمولاً هک این نوع از سیستم اثر انگشت وجود دارد به طوری که شاید امنیت دستگاه تا حدودی زیر سوال برود
تکنولوژی اثر انگشت
سیستم اثر انگشت با سنسور فراصوت
استفاده از فناوری فراصوت سبب شده تا سیستم اثر انگشت به شکل ایمن تری عمل نماید. در این راستا حسگر های کوالکام وجود دارد تا نقشه دقیقی از انگشت وجود داشته باشد. پالس های التراسونیک نیز وجود دارد تا به واسطه سنسورهای مخصوص عملیات ارسال را فراهم سازند. پالس ها به واسطه انگشت جذب می شوند. شدت پالس بخش های مختلف دست با هم فرق می کند. هرچه انگشت بر روی سنسور بیشتر بماند، ثبت بهتر و دقیقتری صورت می گیرد. دقت این روش بسیار بالا است.
مزایا: سیستم اثر انگشت فراصوتی بیشترین دقت را داشته به طوری که مدل یا نقشه سه بعدی می توان از تصویر به ثبت رسیده تهیه کرد. همینطور دست های آسیب دیده و تا حدودی زخمی به واسطه این دستگاه مورد ثبت قرار می گیرد. کیفیت و امنیت بسیار بالایی داشته و برای محیط های حساس بسیار عالی است.
معایب: شاید قیمت بالای دستگاه حضور و غیاب با سیستم اثر انگشت فراصوت، تنها مشکل آن محسوب شود.
تکنولوژی اثر انگشت
قدرت سیستم اثر انگشت
موضوع بر سر قدرت سیستم اثر انگشت از گذشته تا امروز وجود داشته است. دستگاه های ورود و خروج مجهز به آن معمولاً از نظر قدرت در موقعیت خوبی قرار دارند اما برخی از افراد معتقد هستند که دقت سنسورهای اثر انگشتی پس از مدتی کاهش می یابد و این موضوع دردسر ساز خواهد شد. قدرت سیستم اثر انگشت وابسته به سنسور مورد نظر و همینطور شاخص های قابل قبول آن خواهد بود البته که این سنسورها از نظر فناوری در موقعیت خوبی قرار گرفته اند و از نظر ایمنی امتیاز مورد نظر را کسب کرده اند./
معمولاً دستگاه هایی که مجهز به این سیستم هستند باید از نظر تشخیص اثر انگشت دقیق باشند و سرعت اجرای آنها نیز بسیار مهم است. تاخیر در ثبت اثر انگشت و تطبیق آن چالش بزرگی است و تحقیقی زیادی در این راستا صورت گرفته است. معمولاً سنسورهایی که در زمینه ثبت اثر انگشت کار می کنند باید از نظر سبک اجرا موقعیت دقیق و درستی داشته باشند.
تکنولوژی اثر انگشت
