اسکنر اثر انگشت ( Fingerprint scanner ) چگونه کار می کند ؟

آنچه که اثر انگشت را به عنوان یک روش عالی برای شناسایی مشخصات فرد از دیگر روش ها متمایز میکند، این است که آنها عملا منحصر به فرد هستند.

اثر انگشت از طریق یک فرآیند تصادفی که اساسا با توجه به کد موجود در DNA شما (دستور العمل ژنتیکی که نحوه رشد بدن شما را کنترل میکند) به وجود می آید.

از آنجا که عوامل خارجی در رحم هم اثر دارد، حتی اثر انگشت دوقلوهای مشابه نیز اندکی متفاوت است.

در حالی که امکان دارد دو نفر بتوانند اثر انگشت یکسان داشته باشند، احتمال این اتفاق خیلی ضعیف و تقریبا صفر است.

در یک پرونده جنایی، معمولا موارد دیگری از شواهد قانونی وجود دارد که می توان آنها را با اثر انگشت برای اثبات گناه یا بی گناهی فرد مورد استفاده قرار داد.

در مواردی که اثر انگشت برای کنترل دسترسی به چیزی مانند یک سیستم کامپیوتری مورد استفاده قرار می گیرد، شانس یک فرد غیر از ما که بتواند به وسیله اثر انگشت یکسان به سیستم دسترسی پیدا کند بسیار ناچیز تر از حدس زدن یک پسورد یا یک قفل فیزیکی است و دلیلی برای نگرانی وجود ندارد.

روش های اسکن اثر انگشت

۱٫ اسکنر های اثر انگشت نوری ( Optical fingerprint scanner )

این نوع از اسکنر ها با نور درخشان بر روی اثر انگشت اثر می گذارند و از ان یک عکس دیجیتالی استخراج میکنند. اگر تا به حال اثر انگشت خود را گرفته اید احتمالا میدانید که روش کار به چه صورت است. به جای تولید فتوکپی سیاه و سفید کثیف، تصویر به یک اسکنر کامپیوتری ارسال می شود. اسکنر برای تولید یک تصویر دیجیتال از یک میکروچیپ حساس به نور استفاده می کند. کامپیوتر عکس اسکن شده را انالیز میکند و فقط قسمت اثر انگشت را جدا و استخراج میکند سپس با استفاده از یک نرم افزار مطابقت دهنده پیچیده برای تبدیل اثر انگشت به کد استفاده می کند.

۲٫اسکنر های اثر انگشت خازنی ( Capacitive fingerprint scanner )

در این نوع از اسکنر ها اثر انگشت به صورت الکتریکی گرفته میشود. هنگامی که انگشتتان روی یک سطح قرار می گیرد، خطوطی که در اثر انگشتان شما قرار دارند، سطح را لمس می کنند در حالی که قسمت هایی وجود دارند که با سطح تماسی ندارند و فضای خالی محصوب می شوند. به عبارت دیگر فاصله های مختلفی بین هر قسمت انگشت خود و سطح زیر وجود دارد. یک اسکنر خازنی یک عکس از اثر انگشت با اندازه گیری این فاصله ها ایجاد می کند. این نوع اسکنر های شباهت زیادی به تاچ اسکرین های موجود در ای پد ها و صفحه گوشی موبایل ها دارند.

فرایند اسکن به وسیله یک اسکنر نوری

فرایند اسکن به وسیله یک اسکنر نوری ساده به شرح زیر است:

1. یک ردیف از LED ها نور را بر روی سطح شیشه ای (یا پلاستیکی) که انگشت شما در حال فشار دادن است اسکن می کند.
2. کیفیت اسکن با توجه به میزان فشار دست، چگونگی فشار دادن، تمیز بودن یا چرب بودن انگشت، تمیز بودن سطح اسکنر، میزان نور اتاق و غیره میتواند متفاوت باشد.
3. نور بازتاب شده از سطح انگشت شما، از شیشه یا پلاستیک عبور میکند و به یک سنسور تصویر CCD یا CMOS برخورد میکند.
4. هر چه فرایند عکس برداری طولانی تر شود میزان روشنایی عکس نیز بالاتر خواهد بود. 
5. اگر تصویر بیش از حد روشن باشد، زمینه های اثر انگشت (از جمله جزئیات مهم) ممکن است کاملا شسته شده و ناخوانا شود مانند یک عکس دیجیتال داخلی که در آن فلاش خیلی نزدیک یا خیلی روشن است. اگر بیش از حد تاریک باشد، کل تصویر سیاه خواهد شد و جزئیات نیز نامرئی خواهد شد.
6. یک الگوریتم ارزیابی برای اسکنر های نوری وجود دارد تا عکس های  خیلی روشن و یا خیلی تاریک را شناسایی میکند، اگر بعد از اسکن جواب تست مثبت باشد، یک بوق قابل شنیدن یا نشانگر LED به اپراتور هشدار می دهد و ما دوباره به مرحله ۱ می رویم مراحل از اول از سر گرفته شود و از بروز خطا جلوگیری شود.
7. اگر تصویر تقریبا قابل قبول باشد، الگوریتم دیگری سطح جزئیات را آزمایش می کند، به طور معمول با شمارش تعداد خطوط و اطمینان از اینکه نور زمینه های تاریک و روشن کافی وجود دارد (همان عکسی که انتظار دارید در یک پرینت اثر انگشت مشاهده کنید). اگر عکس گرفته شده نتواند این ازمایش را پاس کند ما همانند قبل به مرحله اول بازگشته و دوباره مراحل را انجام خواهیم داد.
8. سپس تصویر هایی که موفق به پاس کردن این دو تست شدند توسط اسکنر با استفاده از چراغ سبز یا بوغ خاصی به اوپراتور اعلام موفق بودن کل عملیات را میدهد. تصویر به عنوان یک اسکن قابل قبول در حافظه فلش ذخیره می شود، آماده انتقال (با کابل USB، بی سیم، بلوتوث یا روش مشابه) به یک رایانه “میزبان” که میتوان از ان در اینده و اسکن های بعدی مورد استفاده قرار داد. به طور معمول، تصاویر گرفته شده در این روش ۵۱۲ × ۵۱۲ پیکسل (ابعاد مورد استفاده توسط FBI) ​​است و تصویر استاندارد ۲٫۵cm (1 مربع، ۵۰۰ نقطه در اینچ و ۲۵۶ سایه خاکستری است.
9. رایانه میزبان می تواند تصویر را در یک پایگاه داده ذخیره کند (به طور موقت یا به طور نامحدود) یا به طور خودکار آن را با یک یا چند اثر انگشت دیگر مقایسه کند تا یک پرینت یکسان را پیدا کند. 

از اسکنر اثر انگشت برای چه کار هایی می شود استفاده کرد؟

در آینده، برای همه بسیار عادی و پیش پا افتاده تر خواهد شد تا هویت خودتان را با استفاده از اطلاعات بیومتریک تایید کنید. چه با اثر انگشت شما، اسکن عنبیه یا شبکیه چشم، یا اسکن چهره شما.

برخی از لپ تاپ ها و تلفن های همراه از اسکن اثر انگشت استفاده می کنند تا آنها را امن تر کند. بانک های بزرگ مانند بانک آمریکایی و JPMorgan Chase، تأیید اثر انگشت را به عنوان بخشی از روند ورود به سیستم برای برنامه های گوشی های هوشمند خود معرفی کرده اند.

به زودی میتوانیم شاهد حضور اسکنر های اثر انگشت بر روی دستگاههای خودپرداز، ورودی امنیتی فرودگاه، در جروجی فروشگاه های مواد غذایی، در سیستم های رای گیری الکترونیکی، و شاید حتی به جای کلید ها در (خودروهای خودران) اتومبیل های ما باشیم!