¿Cómo funcionan los escáneres de huellas dactilares?

Desde que los escáneres de huellas dactilares aparecieron por primera vez en los teléfonos inteligentes en 2011, se han convertido prácticamente en una característica estándar. Son rápidos, convenientes y relativamente seguros, ya que las huellas digitales son lo suficientemente únicas como para que las probabilidades de que alguien tenga una impresión lo suficientemente similar para desbloquear su teléfono sean muy bajas, a menos que a alguien le importe lo suficiente como para diseñar un duplicado convincente de su huella digital.

Sin embargo, no hay un solo tipo: algunos escáneres dependen de la luz, otros de la electricidad y otros del sonido para mapear las crestas y valles de sus dedos. Los capacitivos (sensores electrónicos) son populares en los teléfonos inteligentes porque son precisos, pequeños y rápidos, pero las tecnologías ópticas y ultrasónicas tienen la ventaja de permitir el escaneo en pantalla. Pero, ¿qué sucede realmente en esos milisegundos justo después de poner el dedo en un escáner?

Escáneres de huellas digitales Huella digital

Escáneres ópticos de huellas dactilares

Escáneres de huellas digitales ópticos

El tipo más básico de escáner de huellas dactilares funciona de la misma manera que una cámara digital. Para simplificar un poco el proceso, solo toma una foto de su dedo y envía esa imagen para su procesamiento. La siguiente es la idea general:

  1. El escáner ilumina su dedo con una luz brillante mediante LED y toma una fotografía.
  2. Si el valor de píxel promedio de la foto es demasiado oscuro o claro, ajusta la exposición y vuelve a intentarlo.
  3. También verifica una buena resolución al ver si las áreas oscuras y claras se alternan de una manera que sea consistente con crestas y valles claramente definidos.
  4. Si la imagen es clara, la imagen se puede procesar.

Este tipo de escáner es más común en lugares como estaciones de policía, aeropuertos y entradas seguras, pero no se usa a menudo en teléfonos inteligentes, que favorecen sensores capacitivos más pequeños y seguros.

La excepción son los teléfonos inteligentes que tienen escáneres de huellas dactilares en pantalla, algunos de los cuales usan sensores ópticos o ultrasónicos debajo de la pantalla para obtener una imagen. Incluso aquí, sin embargo, los sensores ópticos tienden a perder frente a los escáneres ultrasónicos, que son más lentos pero tienen la ventaja de no ser vulnerables a las imágenes 2D de huellas dactilares.

Escáneres capacitivos de huellas dactilares

Diagrama capacitivo de escáneres de huellas dactilares

Cuando coloca el dedo en un escáner capacitivo, utiliza pequeñas cantidades de electricidad para medir la distancia entre las diferentes partes de su dedo y el escáner. Dentro del escáner hay filas de pequeños condensadores, cada uno de los cuales puede transportar una carga eléctrica. Si uno de los condensadores está por debajo de una de las crestas de la yema del dedo, puede contener más carga ya que entra en contacto con la piel. Si está por debajo de un valle, el condensador permanecerá en contacto con el aire, lo que no le permite almacenar mucha carga adicional.

Ejemplo capacitivo de lectores de huellas dactilares

Puede pensar en estos condensadores como píxeles en una cámara. Si uno tiene más carga, eso se puede interpretar como un área de cresta, mientras que los otros se leen como valles. En conjunto, esto le brinda una imagen de una huella digital que es tan precisa como la de un sensor óptico e incluso más segura, ya que engañarla requeriría un modelo 3D de la huella digital en lugar de solo uno 2D. Esto, combinado con su tamaño más pequeño, lo convierte en una opción popular entre los fabricantes de teléfonos inteligentes.

Escáneres ultrasónicos de huellas dactilares

Escáneres de huellas dactilares Qualcomm Ultrasonic

Si puede leer huellas dactilares con luz y electricidad, ¿por qué no con sonido? Los escáneres ultrasónicos emiten un pulso de sonido de alta frecuencia que luego rebota en la yema del dedo del usuario y vuelve al receptor, un sensor que puede medir la tensión mecánica. Ese sensor observa la intensidad del pulso de retorno en diferentes puntos del dedo y puede usar esos datos para calcular dónde están las crestas y los valles. Es un poco como la forma en que un murciélago navega haciendo ruidos agudos y escuchando los ecos: el sonido que regresa contiene algunos datos importantes sobre la distancia y el tamaño.

Debido a que las ondas sonoras pueden medir la profundidad de los valles en una huella digital, el mapa resultante es 3D, lo que hace que los escáneres ultrasónicos sean aún más precisos y seguros (aunque un poco más lentos) que los modelos capacitivos. También pueden funcionar como escáneres de huellas dactilares debajo de la pantalla, ya que las ondas de sonido pueden viajar fácilmente a través del vidrio, lo que los convierte en una alternativa más segura a las versiones ópticas.

Analizar, almacenar y usar la huella digital

Codificación de análisis de escáneres de huellas dactilares.png

Una vez capturada la imagen, ya sea a través de luz, electricidad o sonido, el software debe verificar si la huella dactilar coincide con un usuario autorizado. Descubrir coincidencias de huellas dactilares, ya sea que sea un humano o una computadora, se hace en gran parte buscando cosas llamadas “minucias”: puntos de la huella dactilar donde sucede algo relativamente interesante, como un lugar donde las crestas terminan o se dividen.

A cada una de estas características se le asigna una posición relativa a las otras minucias detectadas, y utilizando la distancia y el ángulo entre cada elemento, el software del escáner puede hacer una especie de mapa que se puede representar como un número. Ese número es esencialmente la huella digital codificada.

Cualquier dato que su teléfono almacene sobre su huella digital, incluso si son solo los mapas de minucias, generalmente se guarda en un entorno seguro, aislado de otras aplicaciones que podrían intentar acceder a esa información. Las aplicaciones o sitios web a los que use su huella digital para acceder nunca recibirán sus datos de huellas digitales. Solo recibirán una confirmación de su dispositivo de que la huella digital que se escaneó coincide con una de las almacenadas.

¿Son seguros los escáneres de huellas dactilares?

Los escáneres de huellas dactilares no son la forma más infalible de controlar el acceso a algo, ya que a menudo pueden ser engañados por buenos modelos, desde una imagen 2D hasta una prótesis 3D. Están mejorando y los protocolos de seguridad para el manejo de datos de huellas dactilares son bastante sólidos (siempre que se sigan), pero si realmente le preocupa que alguien tenga acceso físico a su teléfono, las huellas dactilares no son el bloqueo más fuerte. Sin embargo, a medida que los sensores ultrasónicos mejoren, probablemente se volverán más rápidos y seguros, y tenerlos incrustados debajo de la pantalla es una gran ventaja.

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