Идентификация по отпечатку пальца остаётся одним из наиболее надёжных способов удостоверить личность. По точности данный подход уступает только сканированию радужной оболочки глаза и ДНК-анализу. Отпечаток пальца — это уникальные папиллярные рисунки на коже, которые являются неповторимыми для каждого человека и формируются у плода на 12-й неделе вместе с нервной системой. На рисунок влияют генетика ребенка, положение плода в матке, режим питания матери во время беременности, условия окружающей среды и другие случайные факторы. Говоря простым языком, папиллярные узоры — это выпуклости и впадины на поверхности кожи, образующие неповторимый рисунок. Даже если эпидермис повреждён, рисунок со временем восстанавливается, это зависит от масштаба повреждения. Как устроен современный сканер отпечатков пальцев в смартфонах — расскажем в этом выпуске.
У каждого сканера отпечатков пальцев есть две задачи: захватить образ отпечатка и сопоставить его с образцами в базе данных. В современных гаджетах применяют оптические сканеры. Принцип функционирования аналогичен тому, как работают небольшие цифровые камеры: снимок формируется за счёт микросхемы с фотодиодами и независимым источником света — матрицей светодиодов, подсвечивающей узоры на пальце.
Когда свет достигает фотодиодов, они формируют электрический заряд, фиксируя каждый пиксель будущего кадра. Яркость пикселя варьируется в зависимости от уровня освещённости. Совокупность таких пикселей образует изображение отпечатка. Прежде чем приступить к сверке, сканер оценивает качество кадра — его яркость и резкость. Если снимок выходит слишком ярким или темным, регулируется продолжительность выдержки и процесс повторяется.
После получения отпечатка его анализируют с помощью специального программного обеспечения. Для распознавания особенностей папиллярных узоров ПО применяет сложные алгоритмы. Выделяют три базовых типа узоров: дуговые, петлевые и завитковые. Определив тип, сканер идентифицирует окончания линий узоров, например, разрывы и раздвоения — именуемые минуциями. Именно они и делают отпечаток уникальным, позволяя по нему идентифицировать владельца. Сканер фиксирует положение минуций относительно друг друга на каждом кадре: разбивает отпечаток на небольшие участки 9х9 пикселей, каждый из которых содержит определённое число минуций. Координаты обнаруженных минуций и их углы ориентации записываются в вектор. Затем идентичные блоки со сканера и снимков из базы данных сопоставляются, и если узоры совпадают, отпечатки принадлежат одному и тому же владельцу. Важно отметить, что устройства не анализируют каждую линию узора: они ищут повторяющиеся закономерности в ограниченном числе блоков и по ним устанавливают сходство.
Существуют две базовые конфигурации оптических сканеров. Первая — снимает нужную область пальца при касании к сенсору. Этот вариант применяется в смартфонах Apple начиная с iPhone 5s.

Вторая — пальцем по поверхности сканера. Он делает серию кадров и затем программно их объединяет. Такой сканер применяли в Samsung Galaxy S5. Но впоследствии его заменили первым типом, который удобнее, но дороже из-за необходимости использования большей матрицы.
К минусам оптических сканеров относится их подверженность загрязнениям и царапинам. Также такой сканер можно обмануть слепком фаланги пальца.
