Touch ID: nədir, barmaq izi sensoru və iş prinsipi

Touch ID nədir?

Touch ID — Home düyməsinə (iPhone 5S–iPhone 8/SE) və ya yan düyməyə (iPad Air 4+, iPad mini 6+) yerləşdirilmiş biometrik sensordur. O, sapfir şüşədən (cızıqlardan qorunma), kapasitiv sensor massivindən və toxunma zamanı skaneri aktivləşdirən barmaq aşkarlama halqasından ibarətdir.

İlk dəfə işə saldıqda istifadəçi barmaq izini qeydiyyatdan keçirir — sensor barmağın müxtəlif bucaqlardan bir neçə şəklini çəkir və riyazi şablon yaradır. Apple-a görə, skaner papilyar naxışı subdermal səviyyədə — dərinin üst qatının altında oxuyur ki, bu da barmaq izinin səthdən götürülməsindən qoruyur.

Touch ID beşə qədər barmaq izini dəstəkləyir — hər iki əlin barmaqlarını və ya ailə üzvlərinin izlərini əlavə etmək olar. Sensor 360 dərəcə tanıma sayəsində barmağın istənilən vəziyyətində işləyir. 2013-cü ildə təqdim edildiyi gündən Touch ID iPhone-un kilidini açmaq, App Store-da alış-verişi təsdiqləmək, Apple Pay vasitəsilə ödəniş etmək və üçüncü tərəf proqramlarında autentifikasiya üçün istifadə olunmuşdur.

Kapasitiv sensor texnologiyası

Kapasitiv barmaq izi skaneri Touch ID silisium çipinin səthinə yerləşdirilmiş 500 nöqtə/düym (ppi) mikroskopik kondensatorlardan ibarətdir. Hər bir kondensator barmaq və sensor arasında elektrik tutumunu ölçür. Papilyar naxışın təpələri (çıxıntılar) sensora daha yaxındır və daha böyük tutum yaradır, çökəkliklər isə daha kiçik tutum yaradır.

50 000 qonşu kondensator arasındakı tutum fərqi 500 ppi təsvir ölçüsündə barmaq izi təsvirini formalaşdırır. 0,1 mm qalınlığında sapfir şüşə sensoru cızıqlardan qoruyur və elektrik izolyasiyasını təmin edir. Apple-a görə, sapfir sərtlik baxımından yalnız almazdan geri qalır — bu, milyonlarla toxunuşdan sonra belə sensorun aşınmasının qarşısını alır.

İkinci nəsil Touch ID skaneri (iPhone 8-dən etibarən) daha sıx yerləşdirilmiş kondensator massivindən istifadə edir — 500 əvəzinə 800 ppi. Bu, skan sürətini 30% artırmağa və yaş və ya quru barmaqlar üçün dəqiqliyi yaxşılaşdırmağa imkan verdi. Yeni barmaq izinin qeydiyyat vaxtı 12 toxunuşdan 8-ə endi.

Touch ID nəsilləri: iPhone 5S-dən iPhone SE-yə

Birinci nəsil Touch ID iPhone 5S-də debüt etdi və iPhone 7-yə qədər istifadə olundu. Sensor mexaniki Home düyməsinə yerləşdirilmişdi və 500 ppi təsvir ölçüsünə malik idi. Zamanla Apple emal alqoritmlərini təkmilləşdirdi: iOS 10 adaptiv öyrənmə əlavə etdi — barmaq izinin şablonu hər skan zamanı tədricən yenilənir, naxışın yeni hissələrini əhatə edir.

İkinci nəsil Touch ID iPhone 8 və iPad Pro 2018 ilə birlikdə çıxdı. Əsas dəyişikliklər: daha sıx kondensator massivi (800 ppi), yaş barmaqlarla daha yaxşı iş və Secure Enclave ilə yeni inteqrasiya — SEP-in yeddinci nəsli kriptoqrafik əməliyyatları 40% sürətləndirməyə imkan verdi. iPhone SE (2-ci və 3-cü nəsil) Home düyməsini üstün tutan istifadəçilər üçün Face ID-yə alternativ olaraq ikinci nəsil Touch ID-ni qorudu.

MacBook Pro-da Touch ID Touch Bar düyməsinin sağında ayrıca sensor kimi (və ya Touch Bar olmayan modellərdə Touch ID düyməsində) həyata keçirilmişdir. Mac-da eyni Secure Enclave T2 və ya M-çip istifadə olunur. Apple Platform Security-yə görə, Mac-da Touch ID hər bir istifadəçi üçün ayrı şablonlar saxlayır və qonaq rejimi işə salındıqda avtomatik olaraq sönür.

Touch ID-nin adaptiv öyrənməsi

iOS 10-dan etibarən Touch ID adaptiv öyrənməni dəstəkləyir — alqoritm hər uğurlu autentifikasiyadan sonra barmaq izi şablonunu tədricən genişləndirir. İstifadəçi sensorun müxtəlif hissələri ilə toxunarsa, şablon yeni minisiyalarla (budaqlanma və təpə son nöqtələri) zənginləşir. Adaptiv öyrənmə barmaq izinin qeydiyyatından sonrakı ilk iki həftə ərzində tanıma dəqiqliyini 15–20% artırır.

Təhlükəsizlik: Secure Enclave və barmaq izlərinin qorunması

Secure Enclave — Apple A7–A18 və M1–M4 çipində biometrik məlumatları əsas əməliyyat sistemindən təcrid edən xüsusi koprosessordur. Barmaq izinin qeydiyyatı zamanı sensor təsviri birbaşa Secure Enclave-ə qorunan periferik kanal vasitəsilə ötürür. iOS yalnız „şablon saxlanıldı“ bildirişini və ya „uyğun gəlir / uyğun gəlmir“ müqayisə nəticəsini alır.

Barmaq izinin riyazi şablonu Secure Enclave daxilində şifrələnmiş formada saxlanılır. Şifrələmə açarı istehsal mərhələsində proqramlaşdırılan və oxunması mümkün olmayan unikal çip identifikatoru (UID) əsasında yaradılır. Apple Security White Paper-ə görə, iOS da daxil olmaqla heç bir proqramın barmaq izi şablonuna girişi yoxdur — API yalnız autentifikasiyanın uğurlu olub-olmadığını göstərən boolean dəyər qaytarır.

Touch ID həmçinin saxta barmaq izi hücumlarından qorunur. Kapasitiv sensor canlı toxumanın elektrik keçiriciliyini ölçdüyü üçün qurudulmuş və ya silikon barmaq izi qalıqları işləmir. Əlavə qorunma: 5 uğursuz cəhddən sonra Touch ID bloklanır və parol tələb edir, 48 saat hərəkətsizlikdən sonra isə cihaz biometriyadan əvvəl parol tələb edir.

Touch ID-nin məhdudiyyətləri

Yüksək etibarlılığına baxmayaraq, Touch ID-nin məhdudiyyətləri var. Skaner barmağın güclü çirklənməsi (boya, yağ, kir), dermatoloji xəstəliklər (ekzema, sedef) və ya çox quru dəri zamanı işləməyə bilər. Yaş barmaq sensorun sıradan çıxmasının ən çox yayılmış səbəbidir, çünki su kondensatorların tutumunu şunt edir. Apple tövsiyə edir ki, uğurlu oxunma ehtimalını artırmaq üçün eyni barmağın bir neçə izi müxtəlif bucaqlardan qeydiyyata alınsın.

Apple Pay-də Touch ID

Apple Pay vasitəsilə Touch ID ilə ödəniş etmək üçün istifadəçi barmağını sensora toxundurur, iPhone-u terminala yaxınlaşdırır. Əməliyyat Secure Enclave tərəfindən yaradılan kriptoqrafik imza ilə təsdiqlənir. Kart nömrəsi və barmaq izi satıcıya ötürülmür — tokenizasiya istifadə olunur. Hər əməliyyata təkrar istifadə edilə bilməyən unikal kod (token) verilir. Apple Pay üçün Touch ID iPhone 5S və daha yenilərində, həmçinin sensoru olan iPad və Mac-da mövcuddur.

Touch ID vs Face ID: nə seçmək lazımdır

2017-ci ildə iPhone X-in çıxması ilə Apple Touch ID-dən Face ID-yə keçidə başladı, lakin hər iki texnologiya aktual olaraq qalır. Touch ID üz maska ilə örtülü olduqda, telefon stolun üstündə olduqda və ya istifadəçi ekrana baxa bilmədikdə rahatdır. Face ID adi istifadə zamanı daha sürətlidir — düyməyə toxunmadan ekrana baxmaq kifayətdir.

Touch ID çoxlu istifadəçi dəstəyinə görə üstündür — Face ID-də bir üzə qarşılıq 5 barmaq izi. Bu, ailəvi iPad-lər və ya korporativ cihazlar üçün əlverişlidir. Bununla belə, Touch ID əsas təhlükəsizlik səviyyəsinə görə uduzur (FAR 1:50 000, Face ID-də isə 1:1 000 000).

Kod nümunəsi: iOS-da Touch ID yoxlanması

LocalAuthentication freymvorku Face ID və Touch ID üçün eyni işləyir — tərtibatçı müxtəlif biometriya növləri üçün fərqli kod yazmalı deyil. Sistem avtomatik olaraq mövcud sensoru müəyyən edir və müvafiq dialoqu göstərir. Aşağıda cihazda biometriyanın mövcudluğunun yoxlanması nümunəsi verilmişdir.

import LocalAuthentication

class BiometricHelper {

    static func checkBiometryStatus() {
        let context = LAContext()
        var error: NSError?

        switch context.canEvaluatePolicy(
            .deviceOwnerAuthenticationWithBiometrics,
            error: &error
        ) {
        case true:
            let type = context.biometryType
            switch type {
            case .touchID:
                print("Touch ID mövcuddur")
            case .faceID:
                print("Face ID mövcuddur")
            case .none:
                print("Biometriya qurulmayıb")
            @unknown default:
                print("Naməlum tip")
            }

        case false:
            print("Biometriya mövcud deyil: \(error)")
        }
    }
}

biometryType xüsusiyyəti mövcud biometrik sensorun növünü qaytarır: .touchID, .faceID və ya .none. Bu, cihazda hansı sensorun quraşdırıldığını proqram olaraq müəyyən etməyin yeganə yoludur. Touch ID üçün iOS avtomatik olaraq barmaq izi işarəsi ilə standart dialoqu göstərir və əlavə interfeys konfiqurasiyası tələb etmir.