Fingerprint Scanners Feature 2

¿Cómo funcionan los escáneres de huellas dactilares?

Desde que los escáneres de huellas dactilares aparecieron por primera vez en los teléfonos inteligentes en 2011, se han convertido prácticamente en una función estándar. Son rápidos, convenientes y relativamente seguros, ya que las huellas digitales son lo suficientemente únicas como para que las probabilidades de que alguien tenga una huella lo suficientemente similar para desbloquear su teléfono sean muy bajas, a menos que alguien se preocupe lo suficiente como para diseñar un duplicado convincente de su huella digital.

Sin embargo, no hay un solo tipo: algunos escáneres se basan en la luz, otros en la electricidad y otros en el sonido para mapear las crestas y los valles de los dedos. Los sensores capacitivos (electrónicos) son populares en los teléfonos inteligentes porque son precisos, pequeños y rápidos, pero las tecnologías ópticas y ultrasónicas tienen la ventaja de permitir el escaneo en pantalla. Pero, ¿qué sucede realmente en esos milisegundos justo después de poner el dedo en un escáner?

Escáneres de huellas dactilares

Escáneres ópticos de huellas dactilares

Escáneres de huellas dactilares ópticos

El tipo más básico de escáner de huellas dactilares funciona de la misma manera que una cámara digital. Para simplificar un poco el proceso, simplemente toma una foto de su dedo y la envía para su procesamiento. La siguiente es la idea general:

  1. El escáner proyecta una luz brillante sobre su dedo mediante LED y toma una fotografía.
  2. Si el valor promedio de píxel de la foto es demasiado oscuro o claro, ajusta la exposición y vuelve a intentarlo.
  3. También verifica la buena resolución al ver si las áreas oscuras y claras se alternan de una manera consistente con crestas y valles claramente definidos.
  4. Si la imagen es clara, ¡la imagen se puede procesar!

Este tipo de escáner es más común en lugares como estaciones de policía, aeropuertos y entradas seguras, pero no se usa con frecuencia en teléfonos inteligentes, que prefieren sensores capacitivos más pequeños y seguros.

La excepción son los teléfonos inteligentes que tienen escáneres de huellas dactilares en pantalla, algunos de los cuales usan sensores ópticos o ultrasónicos debajo de la pantalla para obtener una imagen. Incluso aquí, sin embargo, los sensores ópticos tienden a perder frente a los escáneres ultrasónicos, que son más lentos pero tienen la ventaja de no ser vulnerables a las imágenes 2D de las huellas dactilares.

Escáneres capacitivos de huellas dactilares

Diagrama capacitivo de escáneres de huellas dactilares

Cuando coloca su dedo en un escáner capacitivo, utiliza pequeñas cantidades de electricidad para medir la distancia entre las diferentes partes de su dedo y el escáner. Dentro del escáner hay filas de diminutos condensadores, cada uno de los cuales puede transportar una carga eléctrica. Si uno de los capacitores está debajo de una de las crestas de la yema de su dedo, puede contener más carga ya que entra en contacto con su piel. Si está debajo de un valle, el capacitor permanecerá en contacto con el aire, lo que no le permite almacenar mucha carga adicional.

Ejemplo capacitivo de escáneres de huellas dactilares

De alguna manera, puede pensar en estos condensadores como píxeles en una cámara. Si uno tiene más carga, eso puede interpretarse como un área de cresta, mientras que los otros se leen como valles. En su conjunto, esto le da una imagen de una huella dactilar que es tan precisa como la de un sensor óptico e incluso más segura, ya que engañarla requeriría un modelo 3D de la huella dactilar en lugar de solo uno 2D. Esto, combinado con su tamaño más pequeño, lo convierte en una opción popular entre los fabricantes de teléfonos inteligentes.

Escáneres ultrasónicos de huellas dactilares

Escáneres de huellas dactilares Qualcomm Ultrasonic

Si puedes leer las huellas dactilares con luz y electricidad, ¿por qué no con el sonido? Los escáneres ultrasónicos emiten un pulso de sonido de alta frecuencia que luego rebota en la punta del dedo del usuario y regresa al receptor, un sensor que puede medir la tensión mecánica. Ese sensor observa la intensidad del pulso que regresa en diferentes puntos del dedo y puede usar esos datos para calcular dónde están las crestas y los valles. Es un poco como la forma en que un murciélago navega haciendo ruidos agudos y escuchando los ecos: el sonido que regresa contiene algunos datos importantes sobre la distancia y el tamaño.

Debido a que las ondas de sonido pueden medir la profundidad de los valles en una huella dactilar, el mapa resultante es 3D, lo que hace que los escáneres ultrasónicos sean aún más precisos y seguros (aunque un poco más lentos) que los modelos capacitivos. También pueden funcionar como escáneres de huellas digitales debajo de la pantalla, ya que las ondas de sonido pueden viajar fácilmente a través del vidrio, lo que los convierte en una alternativa más segura que las versiones ópticas.

Análisis, almacenamiento y uso de la huella dactilar

Codificación de análisis de escáneres de huellas dactilares.png

Después de capturar la imagen, ya sea a través de la luz, la electricidad o el sonido, el software debe verificar si la huella dactilar coincide con un usuario autorizado. Descubrir coincidencias de huellas dactilares, ya seas un ser humano o una computadora, se hace en gran medida buscando cosas llamadas «minucias»: puntos de la huella digital donde sucede algo relativamente interesante, como un lugar donde terminan o se dividen las crestas.

A cada una de estas características se le asigna una posición relativa a las otras minucias detectadas, y utilizando la distancia y el ángulo entre cada elemento, el software del escáner puede crear una especie de mapa que se puede representar como un número. Ese número es esencialmente la huella dactilar codificada.

Cualquier dato que su teléfono almacene sobre su huella digital, incluso si se trata solo de mapas de minucias, generalmente se guarda en un entorno seguro, aislado de otras aplicaciones que podrían intentar acceder a esa información. Cualquier aplicación o sitio web al que use su huella digital para acceder nunca recibirá sus datos de huella digital. Solo obtendrán una confirmación de su dispositivo de que la huella digital que se escaneó coincide con una de las almacenadas.

¿Son seguros los escáneres de huellas dactilares?

Los escáneres de huellas dactilares no son la forma más infalible de controlar el acceso a algo, ya que a menudo pueden ser engañados por buenos modelos, desde una imagen en 2D hasta una prótesis en 3D. Están mejorando y los protocolos de seguridad para manejar datos de huellas dactilares son bastante fuertes (siempre y cuando se sigan), pero si realmente te preocupa que alguien tenga acceso físico a tu teléfono, las huellas dactilares no son el bloqueo más fuerte. Sin embargo, a medida que mejoren los sensores ultrasónicos, probablemente se vuelvan más rápidos y seguros, y tenerlos integrados debajo de la pantalla es una gran ventaja.

Créditos de la imagen: Huella digital (PSF), Huella digital de la escena del crimen, sensor capacitivo de huellas dactilares, Xiaomi redmi Nota 3, Lector de huellas dactilares, Qualcomm

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