Comment fonctionnent les scanners d’empreintes digitales?

Depuis que les scanners d’empreintes digitales sont apparus sur les smartphones en 2011, ils sont devenus à peu près une fonctionnalité standard. Ils sont rapides, pratiques et relativement sécurisés, car les empreintes digitales sont suffisamment uniques pour que les chances que quiconque ait une impression suffisamment similaire pour déverrouiller votre téléphone soient très faibles, à moins que quelqu’un ne se soucie suffisamment de concevoir un duplicata convaincant de votre empreinte digitale.

Cependant, il n’y a pas qu’un seul type: certains scanners dépendent de la lumière, d’autres de l’électricité et d’autres encore du son pour cartographier les crêtes et les vallées de vos doigts. Les capteurs capacitifs (capteurs électroniques) sont populaires dans les smartphones car ils sont précis, petits et rapides, mais les technologies optiques et ultrasoniques ont l’avantage de permettre la numérisation à l’écran. Mais que se passe-t-il réellement dans ces millisecondes juste après avoir mis le doigt sur un scanner?

Scanners d’empreintes digitales optiques

Le type le plus élémentaire de scanner d’empreintes digitales fonctionne de la même manière qu’un appareil photo numérique. Pour simplifier un peu le processus, il suffit de prendre une photo de votre doigt et de l’envoyer pour traitement. Voici l’idée générale:

1. Le scanner envoie une lumière vive sur votre doigt à l’aide de LED et prend une photo.
2. Si la valeur moyenne des pixels de la photo est trop sombre ou trop claire, il ajuste l’exposition et essaie à nouveau.
3. Il vérifie également la bonne résolution en vérifiant si les zones sombres et claires alternent d’une manière cohérente avec des crêtes et des vallées clairement définies.
4. Si l’image est claire, l’image peut être traitée!

Ce type de scanner est le plus courant dans des endroits comme les postes de police, les aéroports et les entrées sécurisées, mais il n’est pas souvent utilisé dans les smartphones, qui favorisent des capteurs capacitifs plus petits et plus sécurisés.

L’exception concerne les smartphones équipés de scanners d’empreintes digitales intégrés, dont certains utilisent des capteurs optiques ou à ultrasons sous l’écran pour obtenir une image. Même ici, cependant, les capteurs optiques ont tendance à perdre face aux scanners à ultrasons, qui sont plus lents mais ont l’avantage de ne pas être vulnérables aux images 2D d’empreintes digitales.

Scanners d’empreintes digitales capacitifs

Lorsque vous placez votre doigt sur un scanner capacitif, il utilise de minuscules quantités d’électricité pour mesurer la distance entre différentes parties de votre doigt et le scanner. À l’intérieur du scanner se trouvent des rangées de minuscules condensateurs, dont chacun peut transporter une charge électrique. Si l’un des condensateurs est sous l’une des crêtes de votre doigt, il peut contenir plus de charge car il entre en contact avec votre peau. S’il se trouve en dessous d’une vallée, le condensateur restera en contact avec l’air, ce qui ne lui permet pas de stocker beaucoup de charge supplémentaire.

Vous pouvez quelque peu considérer ces condensateurs comme des pixels dans un appareil photo. Si l’un détient plus d’une charge, cela peut être interprété comme une zone de crête, tandis que les autres sont lus comme des vallées. Pris dans son ensemble, cela vous donne une image d’une empreinte digitale aussi précise que celle d’un capteur optique et encore plus sécurisée, car la tromper nécessiterait un modèle 3D de l’empreinte digitale plutôt qu’un modèle 2D. Ceci, combiné à sa taille plus petite, en fait un choix populaire parmi les fabricants de smartphones.

Scanners d’empreintes digitales à ultrasons

Si vous pouvez lire les empreintes digitales avec de la lumière et de l’électricité, pourquoi pas du son? Les scanners à ultrasons émettent une impulsion sonore à haute fréquence qui rebondit ensuite du bout du doigt de l’utilisateur vers le récepteur, un capteur capable de mesurer les contraintes mécaniques. Ce capteur regarde l’intensité de l’impulsion de retour à différents points du doigt et peut utiliser ces données pour calculer où se trouvent les crêtes et les vallées. C’est un peu comme la façon dont une chauve-souris navigue en émettant des bruits aigus et en écoutant les échos – le son renvoyé contient des données importantes sur la distance et la taille.

Parce que les ondes sonores peuvent mesurer la profondeur des vallées dans une empreinte digitale, la carte résultante est en 3D, ce qui rend les scanners à ultrasons encore plus précis et sécurisés (bien qu’un peu plus lents) que les modèles capacitifs. Ils peuvent également fonctionner comme des scanners d’empreintes digitales sous l’écran, car les ondes sonores peuvent facilement traverser le verre, ce qui en fait une alternative plus sûre aux versions optiques.

Analyse, stockage et utilisation de l’empreinte digitale

Une fois l’image capturée, que ce soit par la lumière, l’électricité ou le son, le logiciel doit vérifier si l’empreinte digitale correspond à un utilisateur autorisé. Déterminer les correspondances d’empreintes digitales, que vous soyez un humain ou un ordinateur, se fait en grande partie en recherchant des choses appelées «minuties» – des points de l’empreinte digitale où quelque chose de relativement intéressant se produit, comme un endroit où les lignes de crête se terminent ou se divisent.

Chacune de ces caractéristiques se voit attribuer une position par rapport aux autres minuties détectées, et en utilisant la distance et l’angle entre chaque élément, le logiciel du scanner peut faire une sorte de carte qui peut être représentée sous forme de nombre. Ce nombre est essentiellement l’empreinte digitale codée.

Toutes les données que votre téléphone stocke sur votre empreinte digitale, même s’il ne s’agit que de cartes de minuties, sont généralement enfermées dans un environnement sécurisé, isolé des autres applications qui pourraient essayer d’accéder à ces informations. Les applications ou sites Web auxquels vous utilisez votre empreinte digitale pour accéder ne recevront jamais vos données d’empreintes digitales. Ils recevront seulement une confirmation de votre appareil que l’empreinte digitale qui a été numérisée correspond à l’une de celles stockées.

Les scanners d’empreintes digitales sont-ils sécurisés?

Les scanners d’empreintes digitales ne sont pas le moyen le plus infaillible de contrôler l’accès à quelque chose, car ils peuvent souvent être trompés par de bons modèles, allant d’une image 2D à une prothèse 3D. Ils s’améliorent et les protocoles de sécurité pour la gestion des données d’empreintes digitales sont assez solides (tant qu’ils sont suivis), mais si vous craignez vraiment que quelqu’un accède physiquement à votre téléphone, les empreintes digitales ne sont pas le verrou le plus puissant. À mesure que les capteurs à ultrasons s’amélioreront, ils deviendront probablement plus rapides et plus sécurisés, et les intégrer sous l’écran est un avantage très intéressant.

Crédits image: Empreinte digitale (PSF), Empreinte digitale de scène de crime, capteur d’empreintes digitales capacitif, Xiaomi Redmi Note 3, lecteur d’empreintes digitales, Qualcomm