Vingerafdrukscanner in mobiele apparaten — wat is het, typen sensoren en werkingsprincipe

In-display vingerafdrukscanners

In-display scanners (In-Display Fingerprint Scanner) worden direct onder de matrix van het scherm geplaatst. Het eerste commerciële apparaat met een dergelijke scanner was de vivo X20 Plus UD in 2018. Tegenwoordig wordt de technologie gebruikt in de meeste Android-vlaggenschepen en middenklassemodellen.

Er zijn twee typen in-display scanners: optisch (werken alleen met OLED-schermen waar licht doorheen kan) en ultrasoon (werken met elk type beeldscherm). Optische onder-scherm scanners verlichten de vinger door de opening tussen OLED-pixels, en de sensor onder het paneel leest de reflectie. Het scan gebied wordt meestal verlicht door een groene ring op het scherm.

Nadelen van in-display scanners — kleiner scan gebied (12×8 mm bij optisch versus 20×10 mm bij knopscanners) en de noodzaak om de vinger precies in het sensor gebied te plaatsen. Ultrasone onder-scherm scanners (Qualcomm 3D Sonic Gen 2) hebben een oppervlakte van 64 mm² en ondersteunen twee gelijktijdige vingerafdrukken voor hogere nauwkeurigheid.

Fabrikanten werken continu aan verbetering van onder-scherm scanners. In 2024 introduceerde Qualcomm de 3D Sonic Gen 3 met een vergroot scan gebied tot 100 mm² — dit maakt het mogelijk de telefoon te ontgrendelen door bijna elk gebied van de onderste helft van het scherm aan te raken. Goodix, de op een na grootste leverancier van optische onder-scherm sensoren, heeft een responstijd van 0,12 seconden bereikt — sneller dan elke knopscanner.

Veiligheid en bescherming tegen vervalsing

De veiligheid van een vingerafdrukscanner wordt bepaald door twee factoren: hardwarematige bescherming van de sensor tegen replica’s en cryptografische bescherming van opgeslagen sjablonen. Liveness detection (levendetectie) — de belangrijkste technologie die levend weefsel onderscheidt van namaak. Capacitieve sensoren controleren elektrische geleidbaarheid, ultrasone sensoren — de akoestische weerstand van de huid, optische sensoren (in moderne versies) — de bloedpulsatie in haarvaten.

Volgens onderzoek van Kaspersky Lab kan 72% van de geteste optische scanners in budgettelefoons worden misleid met een siliconen afdruk. Capacitieve scanners van Apple Touch ID zijn bestand tegen deze aanval, maar in 2017 toonden onderzoekers van Tencent een aanval met een ultradunne 3D-geprinte overlay. Ultrasone scanners van Qualcomm zijn door geen enkele bekende methode misleid.

Op softwareniveau slaan moderne Android-implementaties vingerafdruk sjablonen op in Trusted Execution Environment (TEE) of een hardwarematige beveiligingsmodule (StrongBox KeyStore op Titan-chip of Qualcomm SPU). iOS gebruikt Secure Enclave. Het sjabloon wordt versleuteld en is niet toegankelijk voor apps — dit is een verplichte vereiste van Android CDD en Apple App Review Guidelines.

Elke fabrikant implementeert beveiliging op zijn eigen manier. Samsung Knox gebruikt eigen TrustZone met geïsoleerde opslag voor vingerafdrukken. Google Pixel met Titan M2-chip zorgt voor isolatie op bootloader-niveau. Qualcomm Secure Processing Unit (SPU) — een speciale kern in de Snapdragon-processor die biometrie verwerkt zonder betrokkenheid van de hoofd-CPU. Onafhankelijke audits van NCC Group en Kryptowire bevestigen dat alle drie implementaties hardwarematige isolatie van sjablonen bieden op een niveau dat voldoende is voor Android Strong-certificering.

Gebruikers moeten onthouden dat een vingerafdrukscanner in de eerste plaats een gemaksinstrument is, geen absolute bescherming. Voor financiële transacties en toegang tot kritieke gegevens wordt het gebruik van twee-factor-authenticatie aanbevolen: vingerafdruk of gezicht plus wachtwoord of hardware-token. Biometrie is handig als eerste factor, maar mag niet de enige barrière zijn tussen een aanvaller en vertrouwelijke gegevens.

Codevoorbeeld: BiometricManager op Android

Android BiometricManager maakt het mogelijk om de aanwezigheid en het type vingerafdrukscanner op het apparaat te controleren voordat authenticatie wordt aangeroepen. Dit is belangrijk om scenario’s correct af te handelen waarin de biometrische sensor ontbreekt of beschadigd is. Hieronder staat een voorbeeld van het controleren van de beschikbaarheid van de 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 beschikbaar")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NO_HARDWARE -> {
                println("Vingerafdrukscanner ontbreekt")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_HW_UNAVAILABLE -> {
                println("Scanner tijdelijk niet beschikbaar")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NONE_ENROLLED -> {
                println("Geen geregistreerde vingerafdrukken")
            }
        }
    }
}

De methode canAuthenticate met de vlag BIOMETRIC_STRONG controleert of het apparaat een Class 3-sensor (de veiligste) heeft. Voor onder-scherm scanners en ultrasone sensoren retourneert Android alleen BIOMETRIC_SUCCESS als de sensor is gecertificeerd als Strong. Als de vingerafdrukscanner ontbreekt, moet de gebruiker alternatieve authenticatiemethoden worden aangeboden: pincode, wachtwoord of gezichtsherkenning.