Scanner d'empreinte digitale dans les appareils mobiles — définition, types de capteurs et principe de fonctionnement

Scanners d'empreintes sous l'écran (intégrés à l'affichage)

Les scanners sous l'écran (In-Display Fingerprint Scanner) sont intégrés directement sous la matrice de l'écran. Le premier appareil commercial avec un tel scanner fut le vivo X20 Plus UD en 2018. Aujourd'hui, la technologie est utilisée dans la plupart des flagships Android et des modèles de moyenne gamme.

Il existe deux types de scanners d'écran : optiques (fonctionnent uniquement avec les écrans OLED, à travers lesquels la lumière passe) et ultrasoniques (fonctionnent avec tous les types d'écrans). Les scanners optiques sous l'écran éclairent le doigt à travers les espaces entre les pixels OLED, et le capteur sous le panneau lit la réflexion. La zone de numérisation est généralement éclairée par un anneau vert sur l'écran.

Inconvénients des scanners d'écran — zone de numérisation plus petite (12×8 mm pour les optiques contre 20×10 mm pour les boutons) et nécessité de positionner précisément le doigt sur la zone du capteur. Les scanners ultrasoniques sous l'écran (Qualcomm 3D Sonic Gen 2) ont une superficie de 64 mm² et prennent en charge deux empreintes simultanées pour améliorer la précision.

Les fabricants travaillent constamment à l'amélioration des scanners sous l'écran. En 2024, Qualcomm a présenté le 3D Sonic Gen 3 avec une zone de numérisation étendue à 100 mm² — cela permet de déverrouiller le téléphone en touchant presque n'importe quelle zone de la moitié inférieure de l'écran. Goodix, le deuxième plus grand fournisseur de capteurs optiques sous l'écran, a atteint un temps de réponse de 0,12 seconde — plus rapide que n'importe quel scanner à bouton.

Sécurité et protection contre la falsification

La sécurité du scanner d'empreintes est déterminée par deux facteurs : la protection matérielle du capteur contre les imitations et la protection cryptographique des modèles stockés. La détection de vivacité (Liveness detection) est la technologie clé qui distingue le tissu vivant d'une contrefaçon. Les capteurs capacitifs vérifient la conductivité électrique, les ultrasoniques — la résistance acoustique de la peau, les optiques (dans les versions modernes) — la pulsation sanguine dans les capillaires.

Selon une étude de Kaspersky Lab, 72 % des scanners optiques testés dans les téléphones bon marché sont trompés par des imitations en silicone. Les scanners capacitifs d'Apple Touch ID résistent à cette attaque, mais en 2017, des chercheurs de Tencent ont démontré une attaque utilisant un revêtement ultra-fin imprimé en 3D. Les scanners ultrasoniques de Qualcomm n'ont été trompés par aucune des méthodes connues.

Au niveau logiciel, les implémentations modernes sur Android stockent les modèles d'empreintes dans l'environnement d'exécution de confiance (TEE) ou un module de sécurité matériel (StrongBox KeyStore sur la puce Titan ou Qualcomm SPU). iOS utilise Secure Enclave. Le modèle est chiffré et inaccessible aux applications — c'est une exigence obligatoire du Android CDD et des Apple App Review Guidelines.

Chaque fabricant implémente la protection à sa manière. Samsung Knox utilise sa propre TrustZone avec un stockage isolé pour les empreintes. Google Pixel avec la puce Titan M2 assure l'isolation au niveau du bootloader. Qualcomm Secure Processing Unit (SPU) est un cœur dédié dans le processeur Snapdragon qui traite la biométrie sans la participation du CPU principal. Des audits indépendants de NCC Group et Kryptowire confirment que les trois implémentations fournissent une isolation matérielle des modèles à un niveau suffisant pour la certification Android Strong.

Les utilisateurs doivent se rappeler que le scanner d'empreintes est avant tout un moyen de commodité, pas une protection absolue. Pour les opérations financières et l'accès aux données critiques, il est recommandé d'utiliser l'authentification à deux facteurs : empreinte ou visage plus mot de passe ou jeton matériel. La biométrie est pratique comme premier facteur, mais ne devrait pas être la seule barrière entre un intrus et des données confidentielles.

Exemple de code : BiometricManager sur Android

Le BiometricManager d'Android permet de vérifier la présence et le type du scanner d'empreintes sur l'appareil avant d'appeler l'authentification. Ceci est important pour gérer correctement les scénarios où le capteur biométrique est absent ou endommagé. Voici un exemple de vérification de disponibilité du scanner.

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("Scanner disponible")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NO_HARDWARE -> {
                println("Scanner d'empreinte absent")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_HW_UNAVAILABLE -> {
                println("Scanner temporairement indisponible")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NONE_ENROLLED -> {
                println("Aucune empreinte enregistrée")
            }
        }
    }
}

La méthode canAuthenticate avec le drapeau BIOMETRIC_STRONG vérifie que l'appareil dispose d'un capteur de classe 3 (le plus sécurisé). Pour les scanners sous l'écran et les capteurs ultrasoniques, Android renvoie BIOMETRIC_SUCCESS uniquement si le capteur est certifié Strong. Si le scanner d'empreintes est absent, il convient de proposer à l'utilisateur des méthodes d'authentification alternatives : code PIN, mot de passe ou connexion faciale.