حسگر اثرانگشت چیست و چگونه کار می‌کند؟

حسگر اثرانگشت یکی از فناوری‌هایی است که در سال‌های اخیر نقش بسیاری مهمی در افزایش امنیت دستگاه‌های مختلف داشته است و بیشتر شرکت‌های سازنده‌ی گوشی نیز انواع مختلفی از این حسگرها را از چند سال گذشته تاکنون از محصولات خود تعبیه کرده‌اند؛ البته این حسگرها به غیر از استفاده در گوشی‌ها کاربردهای متنوع دیگری نیز دارد.

این حسگرها که از زمان پیدایش خود تاکنون پیشرفت‌های زیادی داشته‌اند، زمانی تنها در گوشی‌ها و سایر دستگاه‌های رده‌بالا استفاده می‌شدند؛ اما امروزه در گوشی‌های میان‌رده و حتی ارزان‌قیمت هم وجود دارند؛ علاوه‌بر این، استفاده از این حسگرها در دستگاه‌های مورداستفاده برای تشخیص هویت نیز در سال‌های اخیر افزایش یافته که باعث شده است بهره‌مندی از در حوزه‌های مختلف افزایش یابد. به همین دلیل برآن شده‌ایم تا آن‌ها را از جنبه‌های مختلف بررسی کنیم.

حسگر اثرانگشت یکی از فناوری‌های امنیتی زیست‌سنجشی یا بیومتریک به‌شمار می‌رود که برای شناسایی اثرانگشت و تشخیص هویت کاربر جهت ورود یا جلوگیری از ورود او به یک سیستم استفاده می‌شود و ساختار آن ترکیبی از ویژگی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری است.

در این بخش ابتدا مهم‌ترین رویدادها در تاریخ آشنایی بشر با اثرانگشت، بهره‌گیری از آن برای شناسایی افراد، ساخت حسگر اثرانگشت و آغاز استفاده از آن در وسایل مختلف از جمله لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های هوشمند را از قرن ۱۴ میلادی تا سال ۲۰۱۴ بیان می‌کنیم

• در سال ۱۴۰۰ شیخ فضل‌الله همدانی در کتاب خود یعنی جوامع‌التاریخ برای نخستین بار نظراتی در مورد شناسایی افراد با اثرانگشت بیان کرد.
• در سال ۱۶۸۵ گواررد بیدلو، پزشک هلندی، در کتاب خود تحت‌عنوان «آناتومی بدن انسان (Anatomy of the Human Body)»، جزئیات برجستگی‌های کف دست و سر انگشت یا همان الگوی پاپیلاری (الگوهای اختصاصی خطوط، برجستگی‌ها و تورفتگی‌های اثرانگشت هر فرد) را شرح داد.

• در سال ۱۷۸۸ دانشمندی آلمانی به نام یوهان کریستف آندره مایر در سال ۱۷۸۸ برای نخستین بار اعلام کرد که اثرانگشت هر فرد مختص به او است و نمی‌توان دو اثرانگشت را پیدا کرد که کاملا با یکدیگر یکسان باشند.
• در سال ۱۸۲۳ یان اوانگلیستا پورکین، داشنشمند اهل جمهوری چک، ۹ الگوی اثرانگشت را معرفی کرد.
• در سال ۱۸۵۸ هرمان وکلر، دانشمند آلمانی، برای نخستین بار پایداری اثرانگشت را بررسی و در سال ۱۸۹۸ مطالعه‌ای با همین موضوع منتشر کرد.
• در سال ۱۸۵۹ ویلیام جیم هرشل، دانشمندان انگلیسی، نخستین فردی بود اثرانگشت خود را با جوهر پای یک قرارداد داخلی زد.

• درسال ۱۸۶۳ دانشمندی فرانسوی به‌نام پال ژون کولی، نخستین فردی بود که دریافت می‌توان اثرانگشت را روی کاغذ چاپ  و از ذره‌بین برای شناسایی اثرانگشت افراد مظنون و مجرم و دستگیری آن‌ها با این روش استفاده کرد.
• در سال ۱۸۷۷ آقای توماس تیلور، فردی آمریکایی که میکروسکوپ‌ها را مورد مطالعه قرار داد، برای نخستین بار این موضوع را مطرح کرد که می‌توان با مطابقت‌دادن اثرانگشت به‌جا‌مانده روی اجسام و اثرانگشت افراد مظنون، مجرمان و قاتلان را شناسایی کرد.
• در دهه‌های ۱۸۷۰ و ۱۸۸۰ جراحی انگلیسی به نام هنری فولدز به اهمیت شناسایی ازطریق اثرانگشت پی برد. وی همچنین روشی برای دسته‌بندی اثرانگشت‌ها ابداع و روش دیگری برای ثبت اثرانگشت با جوهر طراحی کرد
• درسال ۱۸۸۸ فرانسیس گالتون پژوهش‌های مرتبط‌با شناسایی با اثرانگشت را آغاز کرد.
• در سال ۱۸۹۲ بازرسی به نام ادواردو آلوارز موفق شد برای نخستین بار قاتلی به نام فرانسیسکا رجاس را که اثرانگشت خونی او روی در به جا مانده بود، شناسایی کند.

• در سال ۱۸۹۷ اولین اداره‌ی تشخیص هویت با اثرانگشت جهان در کلکته‌ در هند ایجاد شد.
• در سال ۱۹۷۴ نخستین سیستم کامپیوتری ثبت اثرانگشت با فناوری تصویربرداری دیجیتالی و ذخیره و تحلیل آن (موسوم به فناوری (AFIS) ایجاد شد و FBI استفاده از آن را آغاز کرد.

• یک سال بعد فرایند FBI فرایند ایجاد و توسعه‌ی فناوری ایجاد حسگرها و فناوری استخراج اطلاعت مربوط‌به خطوط منحنی دوگانه و نقطه‌ی پایانی خطوط منحنی را آغاز کرد که منجر به ساخت نمونه‌‌ی اولیه‌ی یک اثرانگشت شد. نمونه‌های اولیه‌ی حسگرها از تکنیک‌های خازنی برای جمع‌آوری اطلاعات مربوط‌به ویژگی‌های اثرانگشت استفاده می‌کردند.

حسگر اثرانگشت این شرکت در سال ۱۹۹۸ برای نخستین بار در لپ‌تاپ اچ‌پی مدل OB3000 تعبیه شد و این لپ‌‎تاپ به‌عنوان اولین وسیله‌ی مجهز به حسگر اثرانگشت روانه‌ی بازار شد. پس از آن گوشی ساژم MC 959 ID phone به‌عنوان اولین گوشی بی‌سیم مجهز به حسگر اثرانگشت وارد بازار شد. در سال ۲۰۰۲ دستیار دیجیتالی شخصی اچ‌پی iPAQ h5450 به‌عنوان اولین دستیار دیجیتالی دارای حسگر اثرانگشت تولید و عرضه شد. در سال ۲۰۰۳ نیز گوشی فوجیتسو F505i توانست عنوان نخستین گوشی مجهز به حسگر اثرانگشت را از آن خود کند.

درکل شش نوع حسگر اثرانگشت وجود دارد؛ نوری، حسگرهای نیمه‌هادی (خازنی، رادیویی، حرارتی، فشاری) و فراصوت. به‌دلیل اینکه بیشتر حسگرها از نوع اپتیکال، خازنی و فراصوت هستند، در مورد آن‌ها بیشتر توضیح خواهیم داد.

اجازه دهید قبل از بیان انواع مختلف حسگرها، نحوه‌ی کار حسگرهای متدوال اثرانگشت را به‌صورت کاملا ساده توضیح دهیم. در بیشتر حسگرهای متداول (البته نه همه‌ی آن‌ها) ابتدا تصویری از اثرانگشت تهیه و پس از شناسایی بخش‌‌های مختلف آن و تهیه‌ی الگو از آن، الگوی تهیه‌شده به‌صورت دیجیتالی با نمونه‌ی ذخیره‌شده مطابقت داده می‌شود.

در هر اینچ از این حسگرها تعداد بسیاری دیود نصب شده است تا حداکثر جزئیات ممکن ثبت شود. سطح این حسگرها که انگشت روی آن قرار می‌گیرد، بسیار تیره است.

حسگرهای اپتیکال با سه روش متفاوت عمل می‌کنند که باعث ایجاد سه نوع متفاوت از آن‌ها شده است.

روش بازتاب اپتیکال

در این روش حسگر اپتیکال از پدیده‌ای تحت‌عنوان بازتاب کلی تضعیف‌شده بهره می‌برد. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که نور وارد فضای بین دو ماده‌‌ی رسانگر (فضایی که باعث ایجاد ارتباط بین آن‌ها می‌شود) و انرژی نور به دو بخش تقسیم شود؛ سپس بخشی از مرز بین دو ماده بازتاب می‌شود و بخشی دیگر از همان قسمت وارد ماده‌ی دوم می‌شود. میزان نور بازتاب‌شده به نسبت کل آن به عواملی مثل زاویه‌ی انتشار شار نور (به کل خارج‌شده از یک منبع نوری در مدت‌زمان معین که در تمام جهات پخش می‌شود)؛ البته با شروع بازتاب میزان مشخصی از نور از یک زاویه‌ی مشخص، تمام نور بازتاب می‌شود.

این پدیده را بازتاب کل داخلی می‌نامند؛ وقتی که سطح انگشت با سطح اسکنر اپنیکال تماس پیدا می‌کند، تراکم بیشتر سطح انگشت نسبت به سطح اسکنر باعث عبور نور از مرز میان این دو سطح می‌شود.

نوردهی اپتیکال

این نوع حسگرها از آرایه‌ی فیبر نوری استفاده می‌کنند که در آن تمام موج‌برها در خروجی به حسگرهای عکس متصل می‌شوند. حساسیت هر یک از این حسگرها امکان جذب باقیمانده‌ی نوری را که از نقطه‌ی تماس انگشت با سطح آرایه می‌گذرد، فراهم می‌کند و درنهایت تصویر کل سر انگشت براساس اطلاعات هر یک از حسگرهای عکس ایجاد می‌شود. از مزایای این حسگرها می‌توان به عملکرد دقیق و فریب‌‌نخوردن آن‌ها و از معایب‌شان می‌توان به پیچیدگی ساختار اشاره کرد.

حسگرهای بدون تماس

برای کار با این حسگرها لازم نیست انگشت را روی سطح اسکنر آن‌ها قرار دهید؛ بلکه تنها کافی است انگشت خود را نزدیک سوراخ  اسکنر بگیرید؛ در مرحله‌ی بعدی چند منبع نور از زوایای مختلف به سر انگشت نور می تابانند؛ سپس لنزی که در مرکز اسکنر قرار دارد، اطلاعات جمع‌آوری‌شده را به یک حسگر تصویر CMOS که می‌تواند اطلاعات را به تصویر سر انگشت تبدیل کند، انتقال می‌دهد.

برخی از حسگرهای نوری مجهز به نوع دیگری از تشخیص‌دهنده‌ها تحت‌عنوان دستگاه بار جفت‌شده یا CCD هستند که به میزان کم نور هم حساس هستند و می‌توانند تصاویری با گستره‌ای عالی از سایه‌ رنگ خاکستری ایجاد کنند.

پایه و اساس عملکرد این نوع حسگرها، بهره‌گیری از ویژگی‌های نیمه‌هادی‌ها برای گرفتن تصویر سر انگشت یک انگشت با تغییر نقاط تماس بالاترین نقاط برآمدگی‌های کوچک سر انگشت با سطح اسکنر است. اکنون انواع مختلف این نوع حسگرها را معرفی می‌کنیم.

حسگرهای خازنی

در‌حال‌حاضر حسگرهای خازنی متداول‌ترین نوع حسگرهای اثرانگشت هستند و در بیشتر گوشی‌های هوشمند با بالاترین سطح امنیت تعبیه می‌شوند. این نوع حسگرها وسیله‌ی الکترونیکی کوچکی به‌نام خازن را در خود جای داده‌اند.

در این نوع خازن‌ها به‌جای روش قدیمی تصویربرداری از سر انگشت، از چند ردیف مدار خازنی کوچک برای جمع‌آوری داده‌ها استفاده می‌شود. زمانی‌که خطوط منحنی سرانگشت با صفحه‌های رسانا تماس پیدا کردند، جریان ذخیره‌شده در خازن‌ها کمی تغییر می‌کند. این در‌حالی است که شکاف هوا باعث می‌شود جریان خازن تقریبا تغییری نکند. در مرحله‌ی بعد مدار انتگرال‌گیر تقویت‌کننده‌ی عملیاتی برای ردیابی این تغییرات که مبدل آنالوگ به دیجیتال می‌تواند آن‌ها را ثبت کند، استفاده می‌شود.

یکی از شباهت‌های حسگرهای خازنی با انواع نوری خود این است که هر چقدر رزولوشن آن‌‌ها با افزودن تعدادی زیادتری از حسگرها بیشتر شود، امنیت آن‌ها نیز به همان نسبت افزایش می‌یابد.

اسکنرهای دارای فرکانس رادیویی

ساختار حسگرهای فرکانس‌های رادیویی از آرایه‌ای از عناصر حسگری تشکیل شده است که هر کدام از آن‌ها به‌عنوان آنتن‌های بسیار کوچکی عمل می‌کنند. این حسگرها که درواقع ماژول فرکانس رادیویی هستند، امواجی با شدت کم ایجاد و آن‌ها را به سمت سطح اسکن‌شده‌‌ی انگشت ارسال می‌کنند؛ سپس هر یک از آنتن‌ها امواج بازتاب‌شده از روی الگوهای پاپیلاری اثرانگشت را دریافت می‌کنند.

میزان و اندازه‌ی نیروی محرکه‌ی الکترونیکی القا‌شده به هر یک از ریزآنتن‌ها به وجود یا نبود بالاترین نقاط اثرانگشت در نزدیکی آن‌ها بستگی دارد. درنهایت ماتریس تنش بدست‌آمده (تجزیه و تحلیل امواج ارسال‌شده از سوی آنتن‌ها و امواجی که دریافت کرده‌اند)، به تصویری دیجیتالی از اثرانگشت تبدیل می‌شود.

حسگرهای فشاری

در حسگرهای فشاری از آرایه‌ای از مواد اثرفشار برقی یا اثر پیزوالکتریک (موادی که بر اثر فشرده‌شدن برق تولید می‌کنند) که نسبت به فشار حساس هستند. زمانی‌که انگشت روی سطح این حسگرها قرار می‌‌گیرد، برآمدگی‌های خطوط منحنی اثرانگشت روی بخشی از آرایه‌ی پیزوالکتریک‌ها فشار وارد می‌کنند، اما ‌تورفتگی‌ها فشاری را ایجاد نمی‌کنند؛ این فرایند باعث می‌شود، ولتاژی که پیزوالکترونیک‌ها ایجاد می‌کنند، به تصویر اثرانگشت تبدیل شود.

این حسگرها کاملا نازک هستند و معمولا در وسایل الکترونیکی به کار گرفته می‌شوند. یکی از معایب حسگرهای اثرانگشت فشاری اولیه این بود که افزایش دوام آن‌ها باعث کاهش کارایی آن‌ها می‌شد؛ زیرا لایه‌ی محافظی که روی سطح اسکنر حسگر قرار می‌گرفت، کنتراست اثرانگشت را کاهش داد

دو نوع حسگر فشاری وجود دارد:

حسگرهای دارای پوشش رسانا: این حسگرها پوشش منعطفی دارد که لایه‌ای دوگانه از الکترود روی آن‌ها را پوشانیده است.

حسگرهای دارای چیپ‌های میکروالترومکانیکی: در این حسگرها از سوییچ‌های بسیار کوچک سیلیکونی استفاده شده که روی چیپ‌های سیلیکونی قرار گرفته است و زمانی‌که خطوط منحنی اثرانگشت با سوییچ تماس پیدا می‌کنند، سوییچ بسته می‌‌شود و اثرانگشت به‌صورت الکترونیکی تشخیص داده می‌شود

حسگر حرارتی

در اسکنر‌های حرارتی از حسگرهای دربردارنده‌ی عناصر پیزوالکتریسه استفاده می‌شود. این نوع طراحی مشکل اختلاف دما و تبدیل آن به حرارت را حل می‌کند.

عملکرد این نوع حسگرها به این صورت است که وقتی انگشت روی اسکنر حسگر قرار می‌گیرد، نقشه‌ی دمایی سطح انگشت براساس دمای نقاط بیرون‌زده‌ی برآمدگی‌های اثرانگشت که با مواد پیزوالکتریسه تماس پیدا می‌کنند و همچنین دمای هوایی که در بین این برآمدگی‌ها وجود دارد، ایجاد و در مرحله‌ی بعدی به تصویری دیجیتالی تبدیل می‌شود.

حسگرهای فراصوت یا اولتراسونیک

این نوع حسگرها برای ثبت دقیق جزئیات اثرانگشت، مجهز به فرستنده و گیرنده هستند و برای شناسایی اثرانگشت پالس‌های فراصوتی را به سمت اثرانگشت که روی سطح حسگر قرار گرفته است، ارسال می‌کنند؛ مقداری از این پالس‌ها جذب انگشت می‌شوند و مقداری دیگر از آن‌ها بسته به خطوط منحنی، فرورفتگی‌ها و دیگر جزئیات سرانگشت، به سمت حسگر بازمی‌گردند.

در تصویر نمونه اثرانگشت ثبت‌‌شده با انواع حسگرها را مشاهده می‌گنید.

در ادامه درباره نسل جدید حسگرهای اثر انگشت صحبت می‌کنیم.

همان‌طور که می‌دانید چند سالی است که سازندگان مختلف گوشی به استفاده از صفحه‌های نمایش بزرگ و بدون حاشیه یا حداقل کم‌حاشیه در گوشی‌های مختلف (از پرچمدارها گرفته تا ارزان‌قیمت‌ها) روی آورده‌اند؛ اما وجود حسگرهای مختلف و دوربین سلفی مانع بزرگی برای استفاده از این گوشی‌ها محسوب می‌شود؛ به همین دلیل شرکت‌های مختلف با بهره‌گیری از ترفندهایی مثل ایجاد بریدگی کوچک در بالای صفحه نمایش برای نصب دوربین سلفی و حسگرهای دیگر یا استفاده از دوربین‌های سلفی پاپ آپ این مشکل را تاحدود زیادی برطرف کرده‌اند، استفاده از حسگر اثرانگشت در داخل صفحه‌نمایش نیز یکی دیگر از این راهکارها است.

مقایسه حسگرهای اپتیکال و فراصوت

برخی از حسگرهای داخل صفحه‌نمایش اپتیکال و برخی دیگر فراصوت هستند. در حسگرهای اپتیکال مثل حسگر گوشی نوکیا ۹ پیور ویو، هواوی میت 20 پرو وان پلاس 6 تی  ابتدا چند منبع نور اثرانگشت را روشن می‌کنند، سپس دوربین بسیار کوچکی که در آن‌ها تعبیه شده است، از اثرانگشت عکس می‌گیرد و آن را با نمونه اثرانگشت ذخیره‌شده تطبیق می‌دهد؛ البته استفاده از این حسگر تنها در گوشی‌های دارای نمایشگر OLED امکان‌پذیر است؛ زیرا در پنل این نمایشگرها شکاف‌هایی وجود دارند که می‌توانند برای نصب لامپ‌های مورد استفاده برای نوردهی در هنگام تصویربرداری، استفاده شوند.

در برخی از حسگرهای داخل صفحه‌نمایش اپتیکال برای افزایش امنیت این حسگرها، از روش اندازه‌گیری خازنی برای تشخیص انگشت واقعی استفاده می‌شود. درضمن می‌توان برای استفاده‌ی راحت‌تر و بهبود عملکرد آن‌ها از این حسگرها، اندازه‌ی آن‌ها را افزایش داد.

ویدیوی معرفی حسگر سه‌بعدی سنس آی دی اسنپدراگون کوالکوام

مزایای حسگرهای فراصوت نسبت به حسگرهای اپتیکال:

• دقت بیشتر به‌دلیل تهیه‌ی عکس سه‌بعدی از اثرانگشت
• فریب نخوردن حسگر ازطریق گرفتن تصویر یا قالب از اثرانگشت
•  نیاز نداشتن به استفاده از نور برای تصویربرداری (استفاده از نور به مرور زمان باعث تضعیف صفحه‌نمایش می‌شود)
• قابلیت عبور امواج فراصوت از شیشه و فلز با ضخامت بیشتر از ۴۰۰ میکرومتر
• تشخیص بهتر اثرانگشت انگشت‌های تر یا چرب، آلوده به دوده یا سایر آلودگی‌ها نسبت به حسگرهای اپتیکال
• ضخامت بسیار کمتر (ضخامت نسل دوم حسگرهای فراصوت نسل دوم کوالکام ۲۰۰ میکرون و ضخامت حسگرهای اپتیکال ۳ میلی‌متر است)

 البته استفاده گسترده از حسگرهای فراصوت به‌معنای پایان راه حسگرهای اپتیکال نیست و استفاده از آن‌ها هنوز هم مقرون‌‌به‌صرفه است.

تعبیه‌ی حسگر اثرانگشت در کنار یا پشت گوشی نیز یکی دیگر از ترفندهای شرکت‌های مختلف برای دسترسی به فضای بیشتر در جلوی گوشی و استفاده از صفحه‌نمایش بزرگتر و بدون قاب است؛ البته استقبال چندانی از این نوع حسگرها نشده است؛ زیرا معمولا این حسگرها در دکمه‌‌ی پاور گوشی ادغام می‌شود و زمانی‌که فرد انگشت خود را روی دکمه‌ی پاور قرار می‌دهد، قفل گوشی باز می‌شود؛ اما گاهی کاربر تنها می‌خواهد نوتیفیکیشن‌های خود را ببیند و زمانی‌که دست خود را روی دکمه‌ی پاور قرار می‌دهد، اصلا صفحه‌ی لاک اسکرین گوشی را نمی‌بیند و قفل گوشی ناگهان باز می‌شود.

این نوع حسگرها قادر هستند چند انگشت را هم‌زمان اسکن کنند و با این کار سرعت تشخیص هویت را افزایش می‌دهند. برخی از این حسگرها که به حسگرهای ۴+۴+۲ شهرت دارند، می‌توانند اثرانگشت چهار انگشت را به‌صورت هم‌زمان با سرعت، دقت و کیفیت بالایی اسکن و شناسایی کنند. اغلب این حسگرها که عملکرد آن‌ها پنج برابر بهتر از اسکنرهای تک‌انگشتی است، می‌توانند علاوه‌بر اسکن اثرانگشت ثابت، اثرانگشت چرخشی را نیز شناسایی کنند؛ درضمن برای اسکن اثرانگشت پای کودکان نیز می‌توان از این حسگر استفاده کرد.

برای استفاده از این حسگرها که قادر به اسکن هم‌زمان چهار انگشت و اسکن سه‌بعدی از اثرانگشت است، لازم نیست دست خود روی اسکنر قرار دهید و تنها کافی است دست خود را به آرامی از روی اسکنر حرکت دهید. از دیگر ویژگی‌های این اسکنر می‌توان به قابلیت ثبت اثرانگشت ۱۰ انگشت در کمتر از پنج ثانیه، قابلیت اسکن سه‌بعدی خطوط منحنی، سطوح و قسمت‌های منحنی انگشت، سازگاری با پایگاه‌های داده‌ی اثرانگشت‌های صاف و چرخشی، قابلیت اسکن انگشت‌های خیس و خشک، مقاومت در برابر نور و گردوغبار و قابلیت ادغام آسان در تجهیزاتی که دسترسی به آن‌ها مسلتزم احراز هویت افراد است (مثل کیوسک‌ها، گیت‌های الکترونیکی و نرده گردان‌ها)، اشاره کرد.   

معمولا انواع مختلف حسگرها سخت‌افزار مشابهی دارند و تنها در استفاده از الگوریتم‌های مختلف (برای تشخیص جزئیات کلیدی اثرانگشت) که سرعت و دقت آن‌ها را متفاوت می‌کند، کمی با هم تفاوت دارند. هر حسگری مجهز به یک آی سی اختصاصی است که اطلاعات اسکن‌شده را تفسیر و آن‌ها را به شکلی تبدیل می‌کند که برای پردازنده اصلی گوشی مفید باشد و پردازنده بتواند از آن‌ها استفاده کند.

معمولا الگوریتم‌های مورداستفاده در حسگرهای اثرانگشت برای پیداکردن خطوط منحنی و سایر خطوط اثرانگشت یا محل تقسیم خطوط منحنی به دو شاخه بکار گرفته می‌شوند. این جزئیات به همراه سایر جزئیات مختص سر انگشت هر فرد، الگوی خطوط اثرانگشت نامیده می‌شوند. در هنگام تطبیق اثرانگشت ثبت‌شده با نمونه‌ی اسکن‌شده، برای افزایش سرعت، تمام بخش‌های دو اثرانگشت با یکدیگر تطبیق داده نمی‌شود و فقط همین جزئیات اختصاصی در هر سر انگشت تطبیق داده می‌شود؛ در‌صورتی‌که چندین مورد از این جزئیات با یکدیگر مطابقت داشته باشند، به‌معنای این است که هر دو اثرانگشت یکی هستند؛ استفاده از این روش نه‌تنها فرآیندهای لازم برای تطابق اثرانگشت‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه زمانی‌که سر انگشت اسکن‌شده کثیف و آغشته به مواد مختلف باشد، از ایجاد خطا جلوگیری می‌‌شود

همچنین در حسگرهایی که از این روش برای تطابق اثرانگشت‌های ثبت‌شده و اسکن‌شده استفاده می‌شود؛ تنها کافی است بخشی از اثرانگشت که در میان حسگر قرار می‌گیرد، اسکن شود.

یکی از مسائل بسیار مهمی که باید در هنگام طراحی حسگر اثرانگشت به آن توجه شود، حفظ امنیت اطلاعات و محافظت از آن‌ها دربرابر کد یا اپلیلیکیشنی است که بتواند آن‌‌ها را هک کند. برای دستیابی به این هدف، باید به‌جای آپلود آنلاین اطلاعات، از پردازنده مبتنی بر معماری ARM برای نگه‌داری امن از این اطلاعات روی تراشه‌های فیزیکی استفاده شود. این پردازنده‌ها برای ذخیره‌سازی اطلاعات روی تراشه‌ها از فناوری تراست‌زون یا TrustZone (فناوری گسترده‌ای برای ایجاد امنیت برای سیستم‌های دارای هسته‌ی کورتکس و معماری ARM) که بر مبنای بهره‌گیری از محیط Trusted Execution Environment یا TEE (محیط امن پردازنده‌ها که محرمانه باقی‌ماندن و محافظت امن از اطلاعات درآن تضمین می‌شود) ایجاد شده است، استفاده می‌کنند. دسترسی به اطلاعات شخصی تأیید‌شده مثل رمزعبور اصلی تنها برای اپلیکیشن‌هایی که از رابط‌ برنامه‌نویسی کلاینت محیط TEE استفاده می‌کنند، امکان‌پذیر است.

محیط امن TEE می‌تواند برای دیگر فرایند‌های رمزگذاری و ارتباط مستقیم با دیگر پلتفرم‌های سخت‌افزاری امن مانند حسگرهای اثرانگشت جهت جلوگیری از هرگونه تجسس و جاسوسی نرم‌‌افزاری نیز استفاده شود.

کوالکام و اپل هم برای افزایش امنیت اطلاعات مربوط‌به اثرانگشت، از بخش مجزایی (محیط امن) در پردازنده‌های اصلی استفاده می‌کنند که اپلیکیشن‌های در‌حال اجرای سیستم عامل نمی‌توانند به آن دسترسی داشته باشند. در کل همه شرکت‌های سازنده‌ی‌ حسگر اثرانگشت از این روش به اشکال مختلفی برای محافظت از داده‌های حساس بهره می‌برند.

درضمن اتحادیه‌ی فیدو یا اتحادیه‌ی تشخیص هویت آنلاین سریع (انجمن فعال در زمینه‌ی ایجاد استاندارد‌های جدید احراز هویت جهت کاهش وابستگی به رمز عبور) از همین محیط‌های امن سخت‌افزاری برای ایجاد ارتباط بین سخت‌افزار و سامانه‌های آنلاین جهت تشخیص یکدیگر و در نتیجه پروتکل‌های رمزگذاری قوی استفاده کرده است؛ بنابراین کاربران می‌توانند فقط با یک بار اسکن و ثبت اثرانگشت خود وارد وب‌سایت‌ها و فروشگاه‌های اینترنتی شوند و دفعات بعد رمز عبور خود را وارد کنند.

حال که به طور کامل با حسگر اثر انگشت آشنا شدیم، سراغ کاربردهای آن ‌می‌رویم.

همان‌طور که می‌دانید، کارت‌های شناسایی قدیمی و دستگاه‌های کارت‌زنی به‌تدریج در‌حال منسوخ‌شدن هستند و سیستم‌های مجهز به حسگر می‌توانند جایگزین سیستم مدیریت زمان، کنترل ورود و خروج کارکنان و حضور و غیاب آن‌ها شوند و با این کار بسیاری از مشکلات را در بخش مدیریت حل کنند. برخی از این حسگرها قابلیت اسکن دو یا تعداد بیشتری از انگشتان را دارند. همچنین می‌توان در مدارس و مکان‌های ورزشی نیز سیستم‌های شناسایی هویت مجهز به اسکنر را جایگزین کارت‌های شناسایی و کارت‌های عضویت کرد.

دستگاه‌های کنترل تردد مجهز به اثر انگشت نیز یکی از دستگاه‌های مورداستفاده برای مدیریت کارکنان هستند که از فناوری‌های زیست‌سنجی بهره می‌برند؛ ویژگی‌های این دستگاه‌ها مشابه ویژگی‌های دستگاه‌های کارت‌زن و حضور و غیاب مجهز به حسگر اثر انگشت است. درضمن این دستگاه‌ها از قابلیت‌هایی مثل ضبط صدا، تصویربرداری از فرد هنگام ثبت اثر انگشت یا درج کارت نیز برخوردار هستند.

امروزه فناوری‌ها و ابزارهای مورداستفاده برای شناسایی اثر انگشت در سازمان‌های مجری قانون از جمله اداره‌های پلیس، نقش مهمی در شناسایی و دستگیری افراد مجرم دارند؛ زیرا می‌توان از اسکنرهای اثر انگشت علاوه‌بر تشخیص و شناسایی اثر انگشت، برای تطبیق اثر انگشت‌های گرفته‌شده با اثر انگشت‌های ذخیره‌شده در پایگاه داده‌ها جهت تسریع پژوهش‌های جنایی و همچنین کنترل دسترسی به اطلاعات جهت محدود‌کردن دسترسی به اطلاعات حساس و محرمانه نیز استفاده کرد.

سیستم خودکار شناسایی هویت با اثر انگشت یا Automated Fingerprint Identification System که به اختصار به آن AFIS می‌گویند، سیستمی است که در آن اثر انگشت با استفاده از فناوری تصویربرداری دیجیتالی دریافت، ذخیره و تجزیه‌و‌تحلیل می‌شود. این سیستم که FBI از آن استفاده می‌کند، علاو‌ه‌بر شناسایی مجرمان، برای اهدافی همچون تشخیص هویت عمومی و جلوگیری از کلاه‌برداری استفاده می‌شود.

برای معطل‌شدن از سوء‌پیشینه به این روش، باید پس از شناسایی اثر انگشت با اسکنر، نمونه‌‌ی دریافت‌شده را با نمونه‌های ثبت‌شده در پایگاه‌های داده‌ی مرتبط با اطلاعات شهروندان و اطلاعات پلیس تطبیق داد و به سوابق درست او دست یافت. این روش نیاز به استفاده از روش‌های قدیمی استعلام سابقه از طریق تماس با روش‌های مختلف یا روش‌های دستی را برطرف می‌کند.

معمولا افرادی که در خانه‌ی سالمندان یا مراکز درمانی مختص افراد مسن نگه‌داری می‌شود، دچار بیماری‌هایی نظیر فراموشی یا زوال عقل هستند که باعث می‌شود حافظه‌ی خود را از دست بدهند؛ بنابراین حضور و غیاب این افراد باید به‌صورت خودکار انجام شود و دسترسی این افراد به اطلاعات نیز باید کنترل‌شده باشد؛ برای پیاده‌سازی چنین سیستمی می‌توان سیستم‌های مجهز به اثر انگشت را در ورودی محل نگه‌داری این افراد نصب و آن‌ها را طوری تنظیم کرد تا هنگام ورود افراد برای اسکن‌کردن اثر انگشت به آن‌ها هشدار دهند.

تأمین امنیت دستگاه‌های کارت‌خوان و دستگاه‌های POS همیشه یکی از دغدغه‌های فروشندگان بوده است؛ زیرا این دستگاه‌ها دربردارنده‌ی اطلاعات مهمی هستند و دسترسی به اطلاعات مهم آن‌ها می‌تواند خسارات زیادی را به بار آورد؛ قبلا برای جلوگیری از دسترسی به این اطلاعات، رمزعبوری ایجاد می‌شد و تنها در اختیار مدیر سیستم قرار می‌گرفت؛ اما خطر سرقت یا دستیابی فرد دیگر به این رمزعبور، تهدیدی جدی برای امنیت این دستگاه‌ها محسوب می‌شد؛ امروزه می‌توان با تجهیز این دستگاه‌ها به اسکنر اثر انگشت، امنیت آن‌ها را به میزان قابل‌توجهی افزایش داد.

شاید کارایی و فایده‌ی استفاده از دستگاه‌های شناسایی هویت مجهز به حسگر اثر انگشت در مدارس، از هر مکان دیگری محسوس‌تر باشد؛ زیرا به حفظ نظم در صفوف مختلف و محوطه‌ی مدرسه کمک زیادی می‌کند.

با تجهیز ایستگاه‌های وسایل حمل‌و‌نقل عمومی به دستگاه‌های شناسایی هویت مجهز به اسکنر اثر انگشت، انتظار طولانی‌مدت در صف برای پرداخت هزینه‌ی استفاده از این وسایل یا خرید بلیط آن‌ها به پایان می‌رسد؛ زیرا با اتصال دستگاه‌های مذکور به حساب بانکی‌تان، هزینه‌ی استفاده از اتوبوس، تاکسی، مترو و... مستقیم از حساب‌تان کسر می‌شود.

استفاده از اثر انگشت به‌جای کلید از طریق اسکن آن با اسکنرهای اثر انگشت می‌تواند امنیت مکان‌های راهبردی و بسیار مهم مانند آزمایشگاه‌های محرمانه، پایگاه‌های نظامی، نیروگاه‌های اتمی و گاوصندوق بانک‌ها را به میزان زیادی افزایش دهد.

الگوهای اختصاصی اثر انگشت هر فرد می‌تواند آن را به جایگزین خوبی برای رمزعبور یا پین کد برای کامپیوتر و سایر گجت‌‌ها تبدیل کند.

در سال ۲۰۰۷ تعدادی از بانک‌ها در آلمان تصمیم گرفتند با نصب اسکنر اثر انگشت در سوپرمارکت‌ها و سایر فروشگاه‌ها و اتصال آن‌ها به حساب‌های بانکی، کارت‌های بانکی را حذف کنند؛ پس از اجرای این طرح، وقتی اسکنر هویت افراد را با اثر انگشت با موفقیت اسکن می‌کرد، پول اجناس خریداری‌شده در همان لحظه از حساب خریدار به حساب فروشنده واریز می‌شد.

دستگیره‌های دارای حسگر اثر انگشت بالاترین میزان امنیت را دارند و بسته به مدل و شرکت‌های سازنده خود از ویژگی‌‌های زیادی برخوردار هستند.

حسگرهای اثر انگشت می‌توانند در وسایل اینترنت اشیا نیز کاربردهای زیادی داشته باشند که از میان آن‌ها می‌توان به استفاده در دستگاه‌های عرضه‌کننده‌ی مواد غذایی و نوشیدنی، قفل‌‌های هوشمند، کیت‌های تشخیص هویت در وسایل اینترنت اشیا (در ادامه در مورد این کیت توضیح خواهیم داد) اشاره کرد.

استفاده از اثر انگشت از سال ۱۹۹۹ در خودروها آغاز شد و امروزه خودروهای مدرن بسیاری از شرکت‌ها مجهز به حسگر اثر انگشت هستند. استفاده از حسگر اثر انگشت در خودروها علاوه بر اینکه تا حدود زیادی باعث افزایش امنیت و سهولت استفاده از خودرو می‌شود.

گاهی اوقات هاردها و فلش مموری‌ها دربردارنده‌‌ی اطلاعات مهمی هستند و محافظت از آن‌ها ضروری است حسگرهای اثر انگشت می‌توانند امنیت این وسایل را به میزان زیادی افزایش دهد.

گاوصندوق‌های مجهز به حسگرهای از امنیت و مقاومت بسیار بالایی برخوردار هستند (به‌طوری‌که تقریبا نفودناپذیر هستند) و ماندگاری بسیار زیادی هم دارند؛ این گاوصندوق‌ها که استفاده از آن‌ها بسیار راحت است، می‌‌توانند تعداد زیادی اثر انگشت را در خود ثبت کنند (این تعداد در برخی از گاوصندوق‌‌ها به ۱۲۰ اثر انگشت هم می‌رسد.

حال سراغ کاربردهای حسگر اثر انگشت به صورت اختصاصی روی گوشی‌های هوشمند رفته و آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

با استفاده از اپلیکیشن AppLock — Fingerprint Unlock می‌توانید برخی از اپلیکیشن‌ها مانند واتساپ، ایمیل، فتو و حتی برخی از تنظیمات مانند وای‌فای و بلوتوث را به‌صورت گزینشی برای قفل‌شدن انتخاب کنید. برنامه‌های دیگری نیز به این منظور توسعه یافته‌اند.

هنگام خرید اپلیکیشن‌های پولی از گوگل پلی‌استور، باید رمزعبور خود را وارد کنید؛ اما می‌توانید به‌جای وارد‌کردن رمزعبور، با اسکن‌کردن اثر انگشت از این مرحله عبور کنید. برای فعال‌کردن این ویژگی پس از لمس منوی سه نقطه یا سه خطی در گوگل پلی استور و ورود به تنظیمات آن، باید گزینه‌ی fingerprint authentication را فعال کنید.

برخی از کاربران برای محافظت از رمزهای عبور حساب‌های کاربری مختلف از نرم‌افزارهای مدیریت‌کننده رمزعبور مثل Vault - Free Password Manager استفاده می‌‌کنند که دارای یک رمزعبور اصلی هستند؛ چنانچه گوشی اندرویدی دارید و از اپلیکیشن‌های مدیریت رمزعبور LastPass (یکی از اپلیکیشن‌های مطرح در این زمینه)، Authenticator Plus (قیمت این اپلیکیشن ۷۴٫۹۹ است)، Keeper Password Manager ،Dashlane Password Manager، Enpass Password Manager و Sticky Password Manager & Safe استفاده می‌کنید، می‌توانید از اثر انگشت خود به‌عنوان رمزعبور اصلی استفاده کنید.

یکی دیگر از کاربردهای جالب و مفید حسگرهای اثر انگشت در گوشی‌ها، بهره‌گیری از آن‌ها برای استفاده از فناوری‌‌های پرداخت موبایلی است. کاربران گوشی‌های گلکسی سامسونگ می‌توانند با ورود به اپلیکیشن Samsung Pay با اثر انگشت و ورود رمزعبور و حرکت‌دادن گوشی خود بالای دستگاه‌های POS با لوگوی Samsung Pay، هزینه‌ی کالای خریداری‌شده‌ی خود را بدون نیاز به استفاده از کارت بانکی پرداخت کنند.

علاوه‌بر این سرویس‌های پرداخت موبایلی Android Pay ،Mint Bills Robinhood و چند سرویس دیگر نیز از اثر انگشت پشتیبانی می‌کنند. کاربران گوشی‌های آیفون مجهز به Touch ID نیز می‌توانند به همین روش از Apple Pay استفاده کنند؛ با این تفاوت که کاربران این گوشی‌ها نیازی به نصب اپلیکیشن ندارند.

امروزه استفاده از اپلیکیشن‌های بانک‌داری همراه به میزان زیادی افزایش پیدا کرده؛ اما برای هر بار استفاده از آن‌ها باید رمز عبور خود را وارد کنید که برای برخی از افراد آزاردهنده است؛ اما خوشبختانه در سال‌های اخیر قابلیت ورود با اثر انگشت به برخی از این اپلیکیشن‌ها اضافه شده است و قطعا در آینده اپلیکیشن‌های بیشتری نیز از این قابلیت پشتیبانی خواهند کرد.

در برخی از گوشی‌ها امکان استفاده از حسگر اثر انگشت به‌عنوان دکمه‌ی شاتر وجود دارد؛ چنانچه گوشی شما این قابلیت را ندارد، می‌توانید با استفاده از اپلیکیشن Dactyl این ویژگی را به گوشی خود اضافه کنید. این اپلیکیشن پولی است؛ اما برای کسب اطمینان از سازگار بودن با گوشی خود، می‌توانید پس از نصب آن ۱۰ بار به‌صورت رایگان از حسگر اثر انگشت به‌عنوان دکمه‌ی شاتر استفاده کنید.

تعداد وسایل خانه‌ی هوشمند و اپلیکیشن‌های اندرویدی کنترل‌کننده‌ی آن‌ها در سال‌های اخیر افزایش قابل توجهی داشته است، ایجاد قابلیت ورود با اثر انگشت در این اپلیکیشن‌ها می‌تواند امنیت آن‌ها را تا حدود زیادی افزایش دهد.

در این بخش از مقاله قصد داریم سراغ مزایای استفاده از حسگر اثرانگشت رفته و آن‌ها را بررسی کنیم.

بیشتر افراد یا گذرواژه‌های ساده‌‌ای دارند یا یک گذرواژه را برای چندین دستگاه و حساب‌ کاربری انتخاب می‌کنند. این کار امنیت دستگاه‌ها و اطلاعات حساس شما را تهدید می‌کند. حسگرهای اثرانگشت می‌توانند امنیت را تا حدودی تضمین کنند؛ زیرا اثرانگشت هر فرد تنها مختص او است و کپی‌کردن اطلاعات مربوط به اثرانگشت کار بسیار دشواری محسوب می‌شود؛ هرچند ناممکن نیست. ازنظر آماری نیز، حسگرهای اثرانگشت به‌مراتب امن‌تر از رمزعبور هستند.

دقت جدیدترین انواع حسگر اثرانگشت تقریبا ۱۰۰ درصد است. طبق بررسی‌ها، دقت جدیدترین سیستم تشخیص و تأیید هویت مجهز به اسکنر اثرانگشت هنگام اسکن یک انگشت ۹۸.۶ و هنگام اسکن دو انگشت ۹۹.۶ و هنگام چهار انگشت یا بیشتر ۹۹.۹ درصد است.

البته، عواملی همچون نحوه‌ی ‌قرارگرفتن انگشت روی اسکنر و نوع حسگر اسکنر و فناوری به‌کاررفته در ساخت و الگوریتم‌های امنیتی آن نیز در افزایش یا کاهش دقت اسکنر اثرانگشت تأثیر می‌گذارند. بنابراین، برای افزایش دقت اسکنرها به بیشترین حد ممکن، باید مواردی مثل آموزش نحوه‌ی صحیح قرار‌دادن انگشت روی سطح اسکنر به افراد، استفاده‌نکردن از اسکنرهای اپتیکال قدیمی و استفاده از اسکنرهای دارای الگوریتم‌های امنیتی سه‌مرحله‌ای را رعایت کنیم.

مراحل الگوریتم‌های امنیتی سه‌مرحله‌ای عبارت‌اند از: ۱. تحلیل داده‌های اثرانگشت و استخراج ویژگی‌های داده‌ها و قراردادن آن‌ها در الگوی زیست‌سنجشی دیجیتالی؛ ۲. مقایسه‌ی الگوی ایجاد‌شده از اطلاعات اثرانگشت و تطبیق آن با الگوی از قبل ذخیره شده؛ ۳. تشخیص نهایی.

روش‌های افزایش دقت حسگر اثرانگشت گوشی:

چنانچه حسگر اثرانگشت گوشی اندرویدی یا آیفون شما از دقت کافی برخوردار نیست، می‌توانید با چند روش آن را تا حدودی افزایش دهید. برای انجام این تنظیمات در گوشی‌های آیفون مسیر Settings > Touch ID & Passcode > Fingerprints و برای گوشی‌های اندرویدی مسیر Settings > Security > Device/Phone Security را باید دنبال کنید. البته، ممکن است تنظیمات گوشی‌های اندرویدی بسته به برند گوشی کمی متفاوت باشد.

اما به هر حال چند روشی که در ادامه فهرست شده‌اند را باید در تنظیمات اعمال کنید:

• چندبار ثبت‌کردن اثرانگشت یک انگشت: چنانچه اسکنر پس از نخستین اسکن قفل گوشی را بازنمی‌کند و مطمئن هستید از همان انگشتی که قبلا آن را ثبت کرده‌اید برای بازکردن قفل گوشی استفاده می‌کنید، بهترین راه این است که آن انگشت را یکی‌دو بار دیگر ثبت کنید.
• ثبت انگشت‌های هر دو دست: گاهی اوقات با یکی از دست‌های خود درگیر کاری هستید و نمی‌توانید با انگشت‌های آن قفل گوشی را باز کنید. درنتیجه بهتر است اثرانگشت هر دو دست را ثبت کنید.
• ثبت اثرانگشت درست پس از دوش‌گرفتن: معمولا وقتی اثرانگشت‌ها خیس می‌شوند، حسگر نمی‌تواند اثرانگشت را شناسایی کند. برای رفع این مشکل باید یک بار بعد از اینکه دوش گرفتید، اثرانگشت خود را ثبت کنید.
• مشخص‌کردن نام برای هر انگشت: این کار تأثیری بر افزایش دقت اثرانگشت نمی‌گذارد؛ اما چنانچه فراموش کردید اثرانگشت کدام‌یک از انگشت‌های خود را ثبت کرده‌اید، با مراجعه به تنظیمات به‌راحتی می‌توانید بفهمید اثرانگشت کدام انگشتتان ثبت شده است.

قطعا اسکن اثرانگشت و باز‌شدن قفل گوشی بسیار سریع‌تر از واردکردن رمزعبور انجام می‌شود. معمولا تمام حسگرهای اثرانگشت در کمتر از یک ثانیه قفل گوشی را باز می‌کنند.

قطعا وجود مشکلاتی همچون پیچیده‌بودن رمزعبور یا نیاز به واردکردن رمزعبور برای هربار بازکردن قفل گوشی یا فراموش‌کردن رمزعبور، استفاده از آن را عذاب‌آور می‌کند و تمام این مشکلات باعث می‌شوند کاربران دستگاه‌های مجهز به حسگر اثرانگشت برای بازکردن قفل آن تمایلی به استفاده از رمزعبور یا شیوه‌های مشابه آن نداشته باشند؛ زیرا با استفاده از اثرانگشت می‌توانند این کار را در کسری از ثانیه انجام دهند.

با استفاده از حسگرهای اثرانگشت دیگر به استفاده از حجم زیادی از کاغذ و پلاستیک برای گرفتن اثرانگشت به‌شیوه‌ی سنتی و تولید کارت‌های شناسایی قدیمی نیازی نیست؛ بنابراین، استفاده از حسگر اثرانگشت می‌تواند تأثیر بسیاری بر کاهش قطع درختان و آلودگی محیط‌زیست بگذارد. درضمن، جوهری هم که به روش قدیمی برای انگشت‌نگاری استفاده می‌شود، ممکن است به محیط‌زیست آسیب زیادی بزند.

شناسایی هویت با اسکنرهای اثرانگشت در مقایسه با سایر روش‌های تشخیص هویت زیست‌سنجشی هزینه‌ی کمتری دارد و کاهش هزینه‌ی تولید آن‌ها باعث شده است این حسگرها حتی در گوشی‌های هوشمند ارزان‌قیمت نیز استفاده شوند.

حال که از مزایای استفاده از حسگر اثرانگشت گفتیم، باید به معایب آن نیز سری بزنیم تا بتوان قضاوت عادلانه‌ای درباره‌ی این فناوری داشت.

در بخش قبلی، امنیت را به‌عنوان یکی از مزایا و قوت‌ها ذکر کردیم؛ اما همین ویژگی در برخی از موارد می‌تواند به پاشنه‌ی آشیل اسکنرهای اثرانگشت تبدیل شود و زمینه‌‌ی فریب‌خوردن حسگر را فراهم کند. البته، حسگرهای جدید ازجمله حسگرهای فراصوت تقریبا ضدتقلب هستند؛ البته نه کاملا. درادامه، شما را با برخی از روش‌های متداول هک‌کردن حسگر اثرانگشت و شیوه‌های مقابله با آن‌ها آشنا می‌‌کنیم.

• اثرانگشت اصلی: همان‌طورکه شاه‌کلیدها می‌توانند تقریبا هر قفلی را باز کنند، نمونه‌ای از اثرانگشت ایجاد‌شده به‌دست انسان نیز وجود دارد که دربردارنده‌ی تمام ویژگی‌های استاندارد اثرانگشت افراد است. این نمونه اثرانگشت که به آن Masterprints گفته می‌شود، به‌نوعی شاه‌کلید حسگرهای اثرانگشت محسوب می‌شود و می‌توان از آن برای فریب‌ اثرانگشت‌ها استفاده کرد.
• تصویر گرفته‌شده از اثرانگشت: برخی از اسکنرها برای تشخیص و شناسایی اثرانگشت، ابتدا از آن عکس می‌گیرند و تصویر را در حافظه‌ی دستگاه ذخیره می‌کنند. سپس، در دفعات بعدی تصویر گرفته‌شده از اثرانگشت اسکن‌شده را با نمونه‌ی ذخیره‌شده در حافظه مطابقت می‌دهند. باوجوداین، متاسفانه در برخی از این دستگاه‌ها نمونه‌ی ذخیره‌شده رمزگذاری نمی‌شود و درصورتی‌که هکر حافظه‌ی دستگاه را هک کند، به‌راحتی می‌تواند به آن تصویر و درنتیجه، تمام جزئیات اثرانگشت شما دست پیدا کند.
• جعل اثرانگشت: ساخت اثرانگشت جعلی با استفاده از چوب، موم، خمیر یا قالب‌های سیلیکونی یا چاپ آن روی ساخت با جوهررسانی حاوی نانوذرات نقره و قراردادن روی سطح اسکنر، یکی دیگر از روش‌های فریب‌دادن آن است.
• سوءاستفاده از آسیب‌پذیری نرم‌افزاری: می‌توان دسترسی به برخی از نرم‌افزارهای مدیریت‌کننده‌ی رمزعبور را تنها با شناسایی اثرانگشت امکان‌‌پذیر کرد؛ اما درصورتی‌که این نرم‌افزارها حفره‌ی امنیتی داشته باشند و هکرها موفق شوند این آسیب‌‌پذیری را کشف کنند، به‌راحتی می‌توانند به آن‌ها نفوذ کنند و روش امنیتی به‌ظاهر قوی ما عملا بی‌تأثیر خواهد شد.
• سوء‌استفاده از جای اثرانگشت به‌جامانده روی اسکنر: در بیشتر مواقع، وقتی از اسکنر اثرانگشت استفاده می‌کنید، جای اثرانگشت روی سطح اسکنر باقی می‌ماند؛ درنتیجه، وقتی اسکنر درمقابل نور زیادی قرار گیرد، اثرانگشت به‌راحتی دیده می‌شود و هکرها به‌راحتی می‌توانند به آن دست پیدا کنند. به‌جا‌ماندن جای اثرانگشت روی سطح اسکنر یا هر سطح دیگری درست مانند جاگذاشتن کلید روی در است.

اثرانگشت در طول زمان تغییر نمی‌کند؛ اما با افزایش سن، حالت ارتجاعی و برجستگی آن کمتر و خطوط منحنی آن ضخیم‌تر می‌شود و این تغییرات می‌تواند کمی اسکن اثرانگشت را دشوارتر کند.

اسکن اثرانگشت افراد معلولی که دست آن‌ها مشکل دارد، نیز دشوار است؛ زیرا معمولا نمی‌توانند انگشت خود را به‌صورت صحیح روی سطح اسکنر قرار دهند و فرد دیگری باید به آن‌ها برای انجام این کار کمک کند یا اصلا این کار امکان‌پذیر نیست.

درضمن، جراحت یا خراشیده‌شدن یا تماس نوک انگشت با مواد اسیدی باعث آسیب‌دیدن اثرانگشت می‌شود.

جزئیات اثرانگشت افرادی که زیاد با دست ظرف می‌شویند، بناها و افرادی که با مواد شیمیایی مثل اکسیدکلسیم سروکار دارند، در حین کارکردن، از بین می‌رود؛ اما اگر این کارها را کنار بگذارند، جزئیات پس از گذشت مدتی ترمیم خواهند شد.

گاهی اوقات ممکن است عملکرد اسکنرهای اثرانگشت ارزان‌قیمت مختل شود و آن‌ها نتوانند افرادی را شناسایی کنند که اثرانگشت آن‌ها قبلا در سیستم ثبت شده است؛ درنتیجه مانع ورود یا دسترسی آن‌ها به سیستم می‌شوند.

اسکنرهای بسیار ایمن و دقیق گران‌قیمت هستند و ممکن است در محیط‌های خشن آسیب ببینند یا کارمندان و بچه‌های خردسال به آن آسیب بزنند. البته، می‌توان با استفاده از اسکنرهای مقاوم این مشکل را به‌راحتی برطرف کرد.

اسکنرهایی که تصویر اثرانگشت را در حافظه‌ی خود ذخیره می‌کنند، برای نگه‌داری تصاویر نیازمند فضای زیادی هستند؛ مثلا تصویری با تراکم ۵۰۰ dpi با ۸ بیت در هر پیکسل حجمی درحدود ۲۴۰ کیلوبایت دارد.

ثبت اثرانگشت تعداد زیادی از افراد در حافظه‌ی اسکنرها یا پایگاه‌های داده‌ای که اسکنرها به آن متصل هستند، فرایند زمان‌بری است و در برخی از موارد اصلا امکان‌پذیر نیست. درضمن، چنانچه هکری موفق شود اسکنر را هک کند، به‌سادگی می‌تواند به این اطلاعات دست پیدا کند و سوءاستفاده از این اطلاعات ممکن است عواقب بدی برای افراد به‌دنبال داشته باشد.

درمجموع، می‌توان گفت در آینده حسگرهای اثرانگشت برای تشخیص هویت و اجازه‌ی دسترسی در خانه‌ها و شهرهای هوشمند و وسایل مورداستفاده در آن‌ها، سرویس‌های ذخیره‌سازی ابری (ادغام این حسگرها با سرویس‌ها موجب افزایش سرعت پردازش و مطابقت داده‌ها، تسهیل ذخیره‌سازی اطلاعات اثرانگشت تعداد زیادی از افراد و تسهیل ارائه‌‌ی گزارش مرتبط با اطلاعات هویتی افراد می‌شود)، اینترنت اشیاء و وسایل متصل به شبکه، کاربرد گسترده‌ای خواهد شد و می‌تواند در ارتقای هوشمندسازی سیستم حمل‌ونقل عمومی و خودروهای خودران و حذف کامل روش‌های امنیتی قدیمی مانند استفاده از رمزعبور کمک زیادی کند. درضمن، قطعا در آینده سرویس‌های بیشتری برای تشخیص هویت افراد از حسگرهای اثرانگشت استفاده خواهند کرد.

در این مقاله از تاریخچه حسگر اثر انگشت و نحوه دستیابی به آن شروع کردیم و تا آینده آن پیش رفتیم. با مطالعه‌ی این مقاله می‌توانید به اطلاعات بسیاری درباره این فناوری دست یابید.