Scanner per impronte digitali nei dispositivi mobili — cos'è, tipi di sensori e principio di funzionamento

Scanner per impronte integrati nel display (sotto lo schermo)

Gli scanner sotto lo schermo (In-Display Fingerprint Scanner) sono integrati direttamente sotto la matrice dello schermo. Il primo dispositivo commerciale con tale scanner è stato il vivo X20 Plus UD nel 2018. Oggi la tecnologia è utilizzata nella maggior parte dei flagship Android e dei modelli di fascia media.

Esistono due tipi di scanner da schermo: ottici (funzionano solo con schermi OLED, attraverso i quali passa la luce) e ultrasonici (funzionano con qualsiasi tipo di display). Gli scanner ottici sotto lo schermo illuminano il dito attraverso gli spazi tra i pixel OLED, e il sensore sotto il pannello legge il riflesso. L'area di scansione viene solitamente illuminata da un anello verde sullo schermo.

Svantaggi degli scanner da schermo — area di scansione più piccola (12×8 mm per gli ottici contro 20×10 mm per i pulsanti) e necessità di posizionare il dito precisamente nell'area del sensore. Gli scanner ultrasonici sotto lo schermo (Qualcomm 3D Sonic Gen 2) hanno un'area di 64 mm² e supportano due impronte simultanee per aumentare la precisione.

I produttori lavorano costantemente al miglioramento degli scanner sotto lo schermo. Nel 2024, Qualcomm ha presentato il 3D Sonic Gen 3 con un'area di scansione estesa a 100 mm² — ciò consente di sbloccare il telefono toccando quasi qualsiasi zona della metà inferiore dello schermo. Goodix, il secondo fornitore di sensori ottici sotto lo schermo, ha raggiunto un tempo di risposta di 0,12 secondi — più veloce di qualsiasi scanner a pulsante.

Sicurezza e protezione dalla falsificazione

La sicurezza dello scanner per impronte è determinata da due fattori: protezione hardware del sensore dalle imitazioni e protezione crittografica dei modelli memorizzati. Il rilevamento di vivacità (Liveness detection) è la tecnologia chiave che distingue il tessuto vivo dalla contraffazione. I sensori capacitivi verificano la conduttività elettrica, gli ultrasonici — la resistenza acustica della pelle, gli ottici (nelle versioni moderne) — la pulsazione sanguigna nei capillari.

Secondo uno studio di Kaspersky Lab, il 72% degli scanner ottici testati nei telefoni economici viene ingannato da imitazioni in silicone. Gli scanner capacitivi di Apple Touch ID sono resistenti a questo attacco, ma nel 2017 i ricercatori di Tencent hanno dimostrato un attacco utilizzando un rivestimento ultra-sottile stampato in 3D. Gli scanner ultrasonici di Qualcomm non sono stati ingannati da nessuno dei metodi conosciuti.

A livello software, le implementazioni moderne su Android memorizzano i modelli di impronte nel Trusted Execution Environment (TEE) o in un modulo di sicurezza hardware (StrongBox KeyStore sul chip Titan o Qualcomm SPU). iOS utilizza Secure Enclave. Il modello è crittografato e non accessibile alle applicazioni — questo è un requisito obbligatorio di Android CDD e Apple App Review Guidelines.

Ogni produttore implementa la protezione a modo suo. Samsung Knox utilizza la propria TrustZone con archiviazione isolata per le impronte. Google Pixel con chip Titan M2 fornisce isolamento a livello di bootloader. Qualcomm Secure Processing Unit (SPU) è un core dedicato nel processore Snapdragon che elabora la biometria senza la partecipazione della CPU principale. Audit indipendenti di NCC Group e Kryptowire confermano che tutte e tre le implementazioni forniscono isolamento hardware dei modelli a un livello sufficiente per la certificazione Android Strong.

Gli utenti dovrebbero ricordare che lo scanner per impronte è principalmente un mezzo di comodità, non una protezione assoluta. Per operazioni finanziarie e accesso a dati critici, si raccomanda di utilizzare l'autenticazione a due fattori: impronta o volto più password o token hardware. La biometria è comoda come primo fattore, ma non dovrebbe essere l'unica barriera tra un intruso e dati riservati.

Esempio di codice: BiometricManager su Android

Android BiometricManager consente di verificare la presenza e il tipo dello scanner per impronte sul dispositivo prima di chiamare l'autenticazione. Questo è importante per gestire correttamente gli scenari in cui il sensore biometrico è assente o danneggiato. Di seguito è riportato un esempio di verifica della disponibilità dello 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 disponibile")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NO_HARDWARE -> {
                println("Scanner per impronte assente")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_HW_UNAVAILABLE -> {
                println("Scanner temporaneamente non disponibile")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NONE_ENROLLED -> {
                println("Nessuna impronta registrata")
            }
        }
    }
}

Il metodo canAuthenticate con il flag BIOMETRIC_STRONG verifica che il dispositivo disponga di un sensore di Classe 3 (il più sicuro). Per gli scanner sotto lo schermo e i sensori ultrasonici, Android restituisce BIOMETRIC_SUCCESS solo se il sensore è certificato come Strong. Se lo scanner per impronte è assente, si dovrebbero suggerire all'utente metodi di autenticazione alternativi: codice PIN, password o login facciale.