Mobil Cihazlarda Parmak İzi Tarayıcı — nedir, sensör türleri ve çalışma prensibi

Ekran içi (ekran altı) parmak izi tarayıcıları

Ekran altı tarayıcılar (In-Display Fingerprint Scanner) doğrudan ekran matrisinin altına entegre edilir. Bu tarayıcıya sahip ilk ticari cihaz, 2018'deki vivo X20 Plus UD idi. Bugün teknoloji, çoğu Android amiral gemisi ve orta sınıf modelde kullanılmaktadır.

İki tür ekran tarayıcısı vardır: optik (yalnızca ışığın geçtiği OLED ekranlarla çalışır) ve ultrasonik (her tür ekranla çalışır). Optik ekran altı tarayıcılar, OLED pikseller arasındaki boşluklardan parmağı aydınlatır ve panelin altındaki sensör yansımayı okur. Tarama alanı genellikle ekranda yeşil bir halka ile aydınlatılır.

Ekran tarayıcılarının dezavantajları — daha küçük tarama alanı (optiklerde 12×8 mm, düğmelilerde 20×10 mm) ve parmağın sensör alanına tam olarak yerleştirilmesi gerekliliği. Ekran altı ultrasonik tarayıcılar (Qualcomm 3D Sonic Gen 2) 64 mm² alana sahiptir ve doğruluğu artırmak için iki eşzamanlı parmak izini destekler.

Üreticiler sürekli olarak ekran altı tarayıcıları iyileştirmek için çalışmaktadır. 2024'te Qualcomm, tarama alanı 100 mm²'ye genişletilmiş 3D Sonic Gen 3'ü tanıttı — bu, ekranın alt yarısının neredeyse herhangi bir alanına dokunarak telefonun kilit açmasını sağlar. Optik ekran altı sensörlerin ikinci büyük tedarikçisi Goodix, 0,12 saniyelik yanıt süresine ulaştı — bu, herhangi bir düğmeli tarayıcıdan daha hızlıdır.

Güvenlik ve sahteciliğe karşı koruma

Parmak izi tarayıcısının güvenliği iki faktörle belirlenir: sensörün kopyalara karşı donanım koruması ve depolanan şablonların kriptografik koruması. Canlılık tespiti (Liveness detection) — canlı dokuyu sahteden ayıran anahtar teknolojidir. Kapasitif sensörler elektrik iletkenliğini, ultrasonik olanlar cildin akustik direncini, optik olanlar (modern sürümlerde) kılcal damarlardaki kan nabzını kontrol eder.

Kaspersky Lab araştırmasına göre, bütçe telefonlarda test edilen optik tarayıcıların %72'si silikon kopyalarla aldatılmaktadır. Apple Touch ID'nin kapasitif tarayıcıları bu saldırıya dayanıklıdır, ancak 2017'de Tencent araştırmacıları ultra ince 3D baskılı bir kaplama kullanarak bir saldırı göstermiştir. Qualcomm'un ultrasonik tarayıcıları bilinen hiçbir yöntemle aldatılmamıştır.

Yazılım düzeyinde, Android'deki modern uygulamalar parmak izi şablonlarını Trusted Execution Environment (TEE) veya donanım güvenlik modülünde (Titan çipinde StrongBox KeyStore veya Qualcomm SPU) saklar. iOS, Secure Enclave kullanır. Şablon şifrelenir ve uygulamalar tarafından erişilemez — bu, Android CDD ve Apple App Review Guidelines'ın zorunlu bir gereksinimidir.

Her üretici korumayı kendi yöntemiyle uygular. Samsung Knox, parmak izleri için izole depolamalı kendi TrustZone'unu kullanır. Google Pixel, Titan M2 çipiyle bootloader düzeyinde izolasyon sağlar. Qualcomm Secure Processing Unit (SPU), Snapdragon işlemcide ana CPU'nun katılımı olmadan biyometriyi işleyen özel bir çekirdektir. NCC Group ve Kryptowire'in bağımsız denetimleri, her üç uygulamanın da Android Strong sertifikası için yeterli düzeyde donanım izolasyonu sağladığını doğrulamaktadır.

Kullanıcılar, parmak izi tarayıcısının öncelikle bir rahatlık aracı olduğunu, mutlak bir koruma olmadığını unutmamalıdır. Finansal işlemler ve kritik verilere erişim için iki faktörlü kimlik doğrulama kullanılması önerilir: parmak izi veya yüz artı şifre veya donanım tokenı. Biyometri, ilk faktör olarak kullanışlıdır, ancak bir saldırgan ile gizli veriler arasındaki tek engel olmamalıdır.

Kod örneği: Android'de BiometricManager

Android BiometricManager, kimlik doğrulamayı çağırmadan önce cihazda parmak izi tarayıcısının varlığını ve türünü kontrol etmeye olanak tanır. Bu, biyometrik sensörün olmadığı veya hasarlı olduğu senaryoları doğru şekilde işlemek için önemlidir. Aşağıda tarayıcının kullanılabilirliğini kontrol etme örneği verilmiştir.

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("Tarayıcı mevcut")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NO_HARDWARE -> {
                println("Parmak izi tarayıcısı yok")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_HW_UNAVAILABLE -> {
                println("Tarayıcı geçici olarak kullanılamıyor")
            }
            BiometricManager.BIOMETRIC_ERROR_NONE_ENROLLED -> {
                println("Kayıtlı parmak izi yok")
            }
        }
    }
}

BIOMETRIC_STRONG bayrağıyla canAuthenticate yöntemi, cihazda Sınıf 3 sensör (en güvenlisi) olup olmadığını kontrol eder. Ekran altı tarayıcılar ve ultrasonik sensörler için Android, yalnızca sensör Strong olarak sertifikalandırılmışsa BIOMETRIC_SUCCESS döndürür. Parmak izi tarayıcısı yoksa, kullanıcıya alternatif kimlik doğrulama yöntemleri önerilmelidir: PIN kodu, şifre veya yüz tanıma ile giriş.