كيف تعمل بصمة الهاتف الذكي Smart phone fingerprint ؟
كيف تعمل بصمة الهاتف الذكي Smart phone fingerprint ؟
البصمة (fingerprint) هي واحدة من التقنيات التي ظهرت حديثا ضمن أنظمة الأمان و بدأنا نراها في عدد كبير من المؤسسات و الهيئات الحكومية و لقد أثبتت دوراً فعالاً في معظم الأجهزة الإلكترونية و تعتبر من أحد أفضل وسائل التأمين، و لكن كيف تعمل بصمة الهاتف الذكي (Smart phone fingerprint) ؟
و هل أنظمة البصمة التي توجد في الهاتف مستقرة مثل الأجهزة المتخصصة أم أنه من السهل التلاعب بها ؟
بصمات الاصابع هي مجموعة من التضاريس التي تتمثل في نوعين من الخطوط خطوط رفيعة بارزة على سطح الجلد و خطوط أخرى منخفضة عنها و النوعين مع بعضهم يعطيان الطابع الخاص للبصمة التي تتركها الاصابع على كل شيء تقوم بلمسه، و الذي يجعل كل بصمة مختلفة عن الأخرى أي أنها فريدة من نوعها؛ أنه دائما يوجد اختلاف في شكل الخطوط الموجودة على الجلد ويوجد اختلاف في حجمها و عددها و ترتيبها أيضا لذلك تمثل بصمة الاصابع شيئا يدل على هويتك مثل البطاقة الشخصية لكن ممكن أن يتطابق اسمك مع اسم شخص آخر لكن من المستحيل أن تطابق اسمك مع اسم شخص آخر و لكن من المستحيل ان تتطابق البصمات حتى لو كان هناك توأم متماثلة سوف تكون بصماتهم مختلفة؛ لذلك اعتبارها المحققون أدلة جنائية يلجأون إليها للتعرف على الجاني و لكن ليس فقط الهيئات المختصة في الأدلة الجنائية و تنفيذ القانون هي التي تحتاجها.
في السنوات الاخيرة عدد كبير من المصالح الحكومية و الشركات و المصانع لجأوا إلى امتلاك قاعدة بيانات كاملة للموظفين العاملين وبدأوا بتغيير أنظمة الحضور و الانصراف و يحولها إلى أنظمة تعمل بالبصمة عن طريق جهاز صغير يدعى مستشعر بصمات الاصابع، و مع التطور الكبير المستشعرات هذه لم تعد موجودة في الهيئات و المؤسسات و حسب لكنها أصبحت موجودة في هاتف كل شخص و يكاد ينعدم وجود الهواتف الذكية (Smart Phone) التي لا يوجد بها مستشعرات البصمة في أنظمة الأمان الخاصة بها؛ إذ أن البصمة في الهاتف الذكي أصبحت اكثر من نظام أمان يتم الاعتماد عليه.
- الآن بعد أن تعرفنا على مستشعرات البصمة سنتعرف على آلية عملها :
الفكرة الأساسية في الموضوع أن المستشعر أول خطوة يقوم بها هي التقاط الحواف بالارتفاعات و الانخفاضات الموجودة في الأصابع و يقوم بتسجيل البصمات و يحفظها في ذاكرة الهاتف وفي الخطوة التالية يقوم بمعالجة المعلومات التي قام بتسجيلها و يقوم بمطابقتها
بالبصمات التي قام بها حفظها في ذاكرة الهاتف مسبقا.
هذا يعني لو أن هذا المستشعر موجود في جهة مثل الشركات كل المطلوب منك هو وضع أصبعك على المستشعر عندها سيتم مطابقة بصمات أصبعك مع البصمات المسجل عليه من قبل لكي يحدد هويتك
وتعتمد طريقة تسجيل على المستشعر الذي يتم استخدامه.
أول و أقدم طريقة تم استخدامها من المساحات هي المساحات الضوئية البصرية كانت تعتمد بشكل أساسي على التقاط الصور و بعدها تبدأ خوارزمياتها تتعرف على الأنماط الفريدة الموجودة على سطح الجلد التي تميز كل شخص عن الاخر و بعد ذلك تقوم بتحليل الصورة و ملاحظة المناطق الفاتحة و الغامقة لمعرفة المناطق البعيدة و القريبة و بذلك تكون لديها صورة عن بصمة الشخص و الذي يساعد المستشعرات التي تعمل بكفاءة عالية هو احتوائها على عدد كبير من الصمامات الثنائية التي تعمل على تركيز الضوء بشكل كبير في مكان تصوير البصمة و تحتوي أيضاً على إضاءة LED التي تساعد على تحسين جودة الصورة، و لكن للأسف هذا النوع من مستشعرات البصمة ليس آمن لأنه من السهل جدا خداعه و ذلك لأن تكنولوجيا المساحات الضوئية تعتمد على صورة ثنائية الأبعاد، فلو قمنا باستخدام طرف صناعي او حتى صورة بجودة عالية نستطيع خداع الماسح بكل سهولة و بسبب المشكلة الكبيرة هذه بدأ المستخدمون بطلب نوع ثاني ذو أمان عالي أكثر، فبدأ المطورون التقنييون بعلاج تلك المشكلة عن طريق أنواع جديدة، و بالفعل توصلوا لمستشعر أكثر أمانا و هو الحساس التقارب السعودي (Capacitive Proximity Sensor)، النوع هذا من المستشعرات هو الموجود الآن في معظم الهواتف الذكية (Smart Phones) الموجود على الغطاء الخلفي أو على مفتاح القائمة (الهوم) أو على مفتاح الطاقة (البور) ويتميز هذا المستشعر بمزايا أمنية لم تكن موجودة في النوع السابق.
- آلية عمل الحساس التقاربي السعوي (Capacitive Proximity Sensor) :
النوع هذا من الماسحات يحتوي على مصفوفات كهربائية من دوائر صغيرة بعدد كبير؛ التي قادرة على تجميع اكبر قدر من البيانات في أصغر مساحة متاحة.
عندما تقوم بوضع أصابعك على الحساس فإن الشحن الكهربائية المخزنة فيه تغيير بشكل بسيط و لكن هذا التغير يحصل في كل المرتفعات الموجودة على الإصبع أما الأماكن المنخفضة فلا تترك أي تغيير يذكر، و من خلال آلية العمل هذه يقوم المستشعر (Sensor) بالتعرف على المرتفعات بصورة دقيقة جدا و لكن ليس ذلك وحسب لكن النظام يحتوي على شيء يسمى دائرة التكامل وهو نوع من الدوائر الكهربائية دورها الأساسي هو تضخيم الإشارات الضعيفة ليسهل قرأتها، و بعد ذلك يتم تسجيلها في صورة بيانات رقمية، و عندما يتم قراءة هذه البيانات و تحليلها يبدأ المستشعر (Sensor) في تسجيل البصمة الجديدة و يحفظها لكي يكون قادر على مقارنتها بأي بصمة غريبة ممكن أن تحاول اختراق المستشعر و هذا أكثر ما يميز الحساس التقارب السعوي (Capacitive Proximity Sensor) انه من الصعب أن يتم خداعه سواءً بالصور أو الأطراف الصناعية كما كان يحدث في الماسح الضوئي البصري و هذا لأن المواد المختلفة التي سيتم وضعها على الحساس ستسجل تغيرات مختلفة بالشحنة و بالتالي من المستحيل أن يتم الخلط بين بصمة و بصمة أخرى، و بسبب مميزات هذا النظام و بسبب العدد الكبير من المكونات الداخلة في تكوينه لذلك فإن النوع هذا من الماسحات يعد واحداً من أغلى أنواع الماسحات الضوئية في الوقت الحالي.
أما بالنسبة لأحدث تقنية مسح البصمات و هي مستشعرات الموجات فوق الصوتية (Ultrasound Sensors) التي تم إستنباطها من أسلوب الخفافيش و الدلافين الذين يستخدمون صدى الصوت لتحديد مواقع الأشياء و على أساس هذا تم تصميم مستشعر الموجات فوق الصوتية (Ultrasound Sensors) الذي يرسل نبضات و ينتظر مقدار الارتداد الناتج عنها، فعندما تصل النبضة للأصبع تبدأ الارتفاعات و الانخفاضات الموجودة في الاصابع بعكس الصوت بدرجات مختلفة و بهذا يستطيع المستشعر الفوق الصوتي بناء خريطة مفصلة ثلاثية الأبعاد لأنماط بصمات الأصابع، و في وقتنا الحالي يتم تصميم نماذج أولية لأجهزة استشعار فوق الموجات الصوتية يتم استخدامها مستقبلا في أغلب الهواتف الذكية (Smart Phones).
و على الرغم أن الماسحات الضوئية لبصمات الأصابع بكل أنواعها تميل للدقة بأقصى درجة إلا أنه أحيانا يحدث أخطاء و لا يتم التعرف على بصمة الإصبع الحقيقي بسبب أن أصبعك مبلول، و لكن هذه المشكلة توقعتها معظم الشركات وكان الحل الذي وضعوه هو إجبار كافة مستخدمي الهواتف الذكية (Smart Phones) على وضع وسيلة أمان احتياطية مثل كلمة السر (Password) أو نمط أمان جانب البصمة.