Como funcionam os sensores de impressões digitais

Os sensores de impressões digitais começaram a ser integrados nos em 2011 e hoje são uma funcionalidade que está presente em todas as gamas de dispositivos móveis. Estes sensores são uma forma rápida, conveniente e relativamente segura de desbloquear o acesso aos dispositivos porque a probabilidade de haver duas pessoas com a mesma impressão digital é muito baixa, a não ser que alguém consiga construir uma réplica perfeita.

Apesar de parecerem todos iguais, existem vários tipos de sensores. Alguns usam luz, outros usam electricidade e ainda há os que mapeiam as impressões digitais através de som. Os sensores capacitivos (ou electrónicos) são os mais populares porque são precisos, pequenos e rápidos. Já os ópticos e ultra-sónicos oferecem a vantagem de poderem ser integrados em ecrãs. Mas o que é que acontece realmente quando põe o dedo em cima do sensor?

Sensores de impressões digitais ópticos

Os sensores de impressões digitais mais básicos funcionam mais ou menos como uma câmara digital. Para simplificar a explicação, eles tiram uma fotografia do dedo e enviam-na para ser processada. A sequência é esta:

O sensor incide uma luz no dedo e tira uma foto.

Se a média dos valores de luminosidade dos píxeis for muito baixa ou muito alta, o sensor ajusta a exposição e tenta mais uma vez. O sensor também verifica a resolução da imagem para determinar se as zonas escuras e claras alternam de uma forma que indique que se trata de uma impressão digital composta por sulcos e elevações.

Se tudo estiver como é suposto, a imagem é enviada para ser processada.

Este tipo de sensores de impressões digitais é mais usado em locais públicos, como aeroportos e entradas em zonas reservadas, e não é muito comum em dispositivos móveis, porque estes usam sensores capacitivos que são mais pequenos e mais seguros.

A única excepção são os smartphones que têm sensores de impressões digitais integrados nos ecrãs. Alguns usam sensores ópticos ou ultra-sónicos instalados debaixo do ecrã para obterem uma imagem da impressão digital. Neste contexto, a melhor solução é a utilização de um sensor ultra-sónico que é mais lento, mas é imune à utilização de imagens das impressões digitais impressas num papel.

Sensores capacitivos

Quando coloca o dedo num sensor de impressões digitais capacitivo, ele usa uma pequena quantidade de electricidade para medir a distância entre as várias zonas do dedo e o sensor. Dentro do sensor estão filas de pequenos condensadores, capazes de armazenarem uma carga eléctrica. Se um destes condensadores estiver por baixo de uma elevação da pele (papila) do dedo, a carga eléctrica será maior porque o condensador está em contacto directo com a pele. Se estiver por baixo de uma depressão da pele, o condensador continuará em contacto com o ar o que faz com que a carga eléctrica seja menor.

Estes condensadores podem ser considerados o equivalente aos píxeis de uma câmara. Mas, neste caso, a imagem é mais precisa que a que se consegue obter com um sensor óptico e também mais segura porque, para se conseguir enganar estes sensores as imitações das impressões digitais têm de ser construídas em 3D. Estes factores, aliados ao tamanho mais diminuto, fazem destes sensores os mais usados na indústria dos smartphones.

Sensores ultra-sónicos

Se é possível ler impressões digitais através de luz e electricidade, porque não com som? Os sensores ultra-sónicos enviam som de alta frequência que é reflectido pela ponta do dedos do utilizador para um receptor que é um sensor capaz de medir o stress mecânico. Esse sensor procura a intensidade do som de retorno em vários pontos do dedo e pode usar esses dados para calcular onde estão os sulcos e elevações da impressão digital. Uma analogia que pode ser feita neste caso é com a forma como os morcegos navegam o espaço através da emissão de sons de alta frequência e da detecção dos ecos que trazem com eles informação acerca da distância e o tamanho dos objectos.

Como as ondas sonoras conseguem medir a profundidade das depressões de uma impressão digital, o mapa resultante é em três dimensões. Isto torna os sensores ultra-sónicos mais precisos e seguros que os capacitivos. Estes sensores podem funcionar por debaixo de ecrãs, porque o som atravessa facilmente o vidro.

Análise e armazenamento das impressões digitais

Depois da imagem da impressão digital ser captada, independentemente da tecnologia usada, o software do dispositivo necessita de verificar se a impressão digital é igual à de um utilizador autorizado a aceder ao dispositivo. A tarefa de distinguir uma impressão digital de outra, quer seja um ser humano ou um computador a fazê-lo, é conseguida através da análise dos “pontos característicos”, as zonas das impressões digitais onde acontece algo, como o fim de uma elevação ou quando uma elevação se divide em duas.

É atribuída uma posição relativa a cada um destes pormenores e usando o angulo e distância entre cada uma, o software do sensor consegue elaborar um mapa que pode ser representado através de um número que é, na prática, o código da impressão digital.

Quaisquer dados que o smartphone guarda acerca das impressões digitais são guardados num ambiente seguro, que está isolado do resto das aplicações que possam tentar aceder a essa informação. Todas as aplicações, ou sites, em que é usada a impressão digital para autenticação nunca recebem a impressão digital directamente. A única coisa que recebem é uma confirmação por parte do dispositivo que a impressão digital que foi usada corresponde aos dados que estão guardados.

Os sensores de impressões digitais são seguros?

Os sensores de impressões digitais não são os sistemas mais seguros para controlar o acesso a dados sensíveis, porque podem ser enganados por falsificações que podem ir de uma foto em 2D ou até um objecto feito em 3D, tudo depende da vontade de alguém aceder aos dados. No entanto, estão constantemente a ser actualizados e os protocolos de gestão dos dados das impressões digitais são bastante robustos (se forem bem implementados). No entanto, se estiver mesmo preocupado com alguém aceder aos seus dispositivos, as impressões digitais não deve ser o único método usado.