Escáner de huellas en dispositivos móviles — qué es, tipos de sensores y principio de funcionamiento

¿Qué es un escáner de huellas dactilares?

Un escáner de huellas dactilares es un dispositivo electrónico que captura una imagen del patrón papilar del dedo de una persona y lo convierte en una plantilla digital para su posterior comparación. Cada patrón papilar es único — incluso los gemelos idénticos tienen huellas diferentes en cuanto a la disposición de crestas, bifurcaciones y terminaciones (minucias).

Los escáneres de huellas modernos se dividen en tres tipos según su principio físico de funcionamiento: ópticos, capacitivos y ultrasónicos. Los tres tipos se utilizan en dispositivos móviles: capacitivos — en iPhones y Android de alta gama, ópticos — en modelos económicos, ultrasónicos — en los buques insignia de Samsung y Xiaomi.

Según NIST SP 800-63B, un escáner de huellas correctamente implementado proporciona una FAR (tasa de falsa aceptación) de 1:50.000 a 1:100.000, lo que es aceptable para la mayoría de escenarios excepto la seguridad gubernamental. El tiempo medio de respuesta varía de 0,15 a 0,4 segundos según el tipo de sensor.

Tipos de escáneres de huellas en teléfonos

Cada tipo de escáner utiliza su propio principio físico para capturar una huella. La elección de la tecnología determina el costo, la precisión, la resistencia a factores externos y la posibilidad de integración bajo la pantalla. Veamos los tres tipos principales utilizados en los teléfonos inteligentes modernos.

Escáneres ópticos

Un escáner óptico toma una foto del dedo mediante un sensor CMOS o CCD con una resolución de 300 a 1000 dpi. El dedo se ilumina con LED o una lámpara miniatura, y la luz reflejada llega al sensor a través de un prisma o microlentes. Los escáneres ópticos son los más baratos (costo del sensor de 1 a 3 dólares), pero se engañan fácilmente con una foto de huella de alta calidad.

Escáneres capacitivos

Los sensores capacitivos constan de una matriz de condensadores en un chip de silicio. Las crestas del patrón papilar cambian la capacitancia de las células individuales, creando una imagen eléctrica de la huella. La ventaja de los escáneres capacitivos es que solo funcionan con tejido vivo (midiendo la conductividad eléctrica), lo que protege contra imitaciones de silicona.

Escáneres ultrasónicos

Un escáner ultrasónico (Qualcomm 3D Sonic, Goodix) emite ondas sonoras de alta frecuencia (20–40 MHz) y mide el eco reflejado por el dedo. Las ondas penetran la suciedad, el vidrio protector e incluso guantes finos, creando un mapa 3D del patrón papilar a una profundidad de hasta 0,5 mm. La precisión de los escáneres ultrasónicos alcanza el 98,6% con FAR 1:100.000.

Comparación: sensores ópticos, capacitivos y ultrasónicos

Los escáneres ópticos son adecuados para dispositivos económicos debido a su bajo costo, pero son inferiores en seguridad. Los sensores capacitivos son el estándar de oro para los escáneres de botón incorporados (Touch ID, Google Pixel Imprint). Los ultrasónicos son caros pero los más fiables, utilizados en los buques insignia Samsung Galaxy S24/S25 y Xiaomi 14 Pro.

Al elegir el tipo de escáner, los fabricantes consideran no solo el costo sino también los requisitos de diseño. Los escáneres ópticos y ultrasónicos bajo la pantalla permiten que el panel frontal del teléfono sea completamente liso sin botones visibles. Los escáneres capacitivos requieren un botón o área separada, lo que limita las opciones de diseño pero proporciona una ubicación del sensor más predecible y retroalimentación táctil al tocar. Según Counterpoint Research, el 76% de los usuarios considera que la ubicación del escáner de huellas en el botón lateral es la más conveniente.

Escáneres de huellas en pantalla (bajo el display)

Los escáneres de huellas bajo la pantalla se integran directamente debajo de la matriz de la pantalla. El primer dispositivo comercial con este escáner fue el vivo X20 Plus UD en 2018. Hoy en día, la tecnología se utiliza en la mayoría de los buques insignia Android y modelos de gama media.

Existen dos tipos de escáneres en pantalla: ópticos (funcionan solo con pantallas OLED, a través de las cuales pasa la luz) y ultrasónicos (funcionan con cualquier tipo de pantalla). Los escáneres ópticos bajo la pantalla iluminan el dedo a través de los espacios entre los píxeles OLED, y el sensor debajo del panel lee el reflejo. El área de escaneo generalmente se resalta con un anillo verde en la pantalla.

Las desventajas de los escáneres en pantalla incluyen un área de escaneo más pequeña (12×8 mm para ópticos frente a 20×10 mm para los de botón) y la necesidad de colocar el dedo con precisión sobre el área del sensor. Los escáneres ultrasónicos bajo la pantalla (Qualcomm 3D Sonic Gen 2) tienen un área de 64 mm² y admiten dos huellas simultáneas para mayor precisión.

Los fabricantes trabajan constantemente en mejorar los escáneres bajo la pantalla. En 2024, Qualcomm presentó el 3D Sonic Gen 3 con un área de escaneo aumentada a 100 mm² — esto permite desbloquear el teléfono tocando casi cualquier área de la mitad inferior de la pantalla. Goodix, el segundo mayor proveedor de sensores ópticos bajo la pantalla, logró un tiempo de respuesta de 0,12 segundos — más rápido que cualquier escáner de botón.

Seguridad y protección contra falsificación

La seguridad del escáner de huellas se determina por dos factores: la protección hardware contra imitaciones y la protección criptográfica de las plantillas almacenadas. La detección de viveza es la tecnología clave que distingue el tejido vivo de una falsificación. Los sensores capacitivos verifican la conductividad eléctrica, los ultrasónicos verifican la resistencia acústica de la piel y los ópticos (en versiones modernas) verifican la pulsación sanguínea en los capilares.

Según un estudio de Kaspersky Lab, el 72% de los escáneres ópticos probados en teléfonos económicos fueron engañados con moldes de silicona. Los escáneres capacitivos Apple Touch ID son resistentes a este ataque, pero en 2017 investigadores de Tencent demostraron un ataque utilizando una capa ultrafina impresa en 3D. Los escáneres ultrasónicos de Qualcomm no han sido engañados por ningún método conocido.

A nivel de software, las implementaciones modernas de Android almacenan las plantillas de huellas en el Entorno de Ejecución Confiable (TEE) o en un módulo de seguridad hardware (StrongBox KeyStore en chips Titan o Qualcomm SPU). iOS utiliza Secure Enclave. La plantilla se cifra y no es accesible para las aplicaciones — este es un requisito obligatorio de Android CDD y Apple App Review Guidelines.

Cada fabricante implementa la protección de manera diferente. Samsung Knox utiliza su propia TrustZone con almacenamiento aislado para huellas. Google Pixel con el chip Titan M2 proporciona aislamiento a nivel de bootloader. Qualcomm Secure Processing Unit (SPU) — un núcleo dedicado en el procesador Snapdragon que procesa datos biométricos sin involucrar a la CPU principal. Auditorías independientes de NCC Group y Kryptowire confirman que las tres implementaciones proporcionan aislamiento hardware de las plantillas a un nivel suficiente para la certificación Android Strong.

Los usuarios deben recordar que un escáner de huellas es principalmente una herramienta de conveniencia, no una protección absoluta. Para transacciones financieras y acceso a datos críticos, se recomienda utilizar autenticación de dos factores: huella o rostro más una contraseña o token hardware. La biométrica es conveniente como primer factor, pero no debe ser la única barrera entre un atacante y los datos confidenciales.

Ejemplo de código: BiometricManager en Android

Android BiometricManager permite verificar la presencia y el tipo de escáner de huellas en el dispositivo antes de llamar a la autenticación. Esto es importante para manejar correctamente escenarios en los que el sensor biométrico falta o está dañado. A continuación se muestra un ejemplo de verificación de disponibilidad del escáner.

class FingerprintChecker {

    fun checkSensor(context: Context) {
        val biometricManager =
            context.getSystemService(BiometricManager::class.java)

        val authenticators =
            BiometricManager.Authenticators.BIOMETRIC_STRONG

        when (biometricManager.canAuthenticate(authenticators)) {
            BiometricManager.BIOMETRIC_SUCCESS -> {
                println("Escáner disponible")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NO_HARDWARE -> {
                println("No hay escáner de huellas")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_HW_UNAVAILABLE -> {
                println("Escáner temporalmente no disponible")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NONE_ENROLLED -> {
                println("No hay huellas registradas")
            }
        }
    }
}

El método canAuthenticate con el indicador BIOMETRIC_STRONG verifica si el dispositivo tiene un sensor Clase 3 (el más seguro). Para escáneres bajo la pantalla y sensores ultrasónicos, Android devuelve BIOMETRIC_SUCCESS solo si el sensor está certificado como Strong. Si el escáner de huellas está ausente, se deben ofrecer al usuario métodos de autenticación alternativos: código PIN, contraseña o desbloqueo facial.