Cảm biến vân tay là gì? Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

Cảm biến vân tay là một trong số các phương pháp bảo mật phổ biến nhất trên thế giới hiện nay. Tính năng này được tích hợp trên hầu hết các smartphone, máy tính bảng, laptop và nhiều thiết bị khác. Vậy cảm biến vân tay là gì, hoạt động ra sao và có ưu, nhược điểm thế nào? Hãy cùng Sforum bàn luận về chủ đề này trong bài viết hôm nay nhé.

Cảm biến vân tay là gì?

Cảm biến vân tay (Fingerprint sensor) là một hình thức bảo mật sinh trắc học, sử dụng vân tay con người để cho phép quyền truy cập vào thiết bị hoặc hệ thống bất kỳ. Tính năng này dựa trên sự độc nhất của dấu vân tay vì mỗi người đều có một dấu vân tay riêng biệt. Tỷ lệ trùng lặp dấu vân tay là 1/64 tỷ, vì vậy, nhận dạng bằng vân tay có độ chính xác rất cao.

Hiện nay, thế giới cũng có nhiều hình thức bảo mật sinh trắc học khác như nhận dạng giọng nói, khuôn mặt, võng mạc,… Tuy nhiên, cảm biến vân tay vẫn là hình thức phổ biến nhất vì sự tiện lợi và đảm bảo được sự chính xác, an toàn trong bảo mật.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của tính năng cảm biến vân tay

Nguyên lý hoạt động của cảm biến vân tay là khác nhau tùy vào phương pháp xây dựng. Đối với các thiết bị thông minh có tích hợp dấu vân tay, thì cơ chế hoạt động tương đối dễ hiểu.

Đầu tiên, bạn cần lưu mẫu vân tay để thiết lập hệ thống bảo mật bằng sinh trắc học. Thiết bị sẽ tự động quét hình ảnh vân tay, sau đó đưa lên hệ thống và lưu trữ mẫu ở đó.

Sau này, khi bạn muốn truy cập vào thiết bị, bạn cần thực hiện quét dấu vân tay. Thiết bị sẽ dùng dữ liệu vân tay này để so khớp với mẫu vẫn tay đã được xác thực trong hệ thống bảo mật. Nếu hai vân tay này trùng khớp với nhau, thiết bị sẽ cho bạn quyền truy cập vào hệ thống để sử dụng thiết bị.

Các loại cảm biến vân tay phổ biến nhất hiện nay

Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến, trong đó, phổ biến nhất là cảm biến quang học, cảm biến điện dung và cảm biến siêu âm. Mỗi loại sử dụng phương pháp khác nhau để thu thập, so khớp và xác thực dấu vân tay của cá nhân bất kỳ.

Cảm biến quang học

Cảm biến vân tay quang học sử dụng camera độ phân giải cao để chụp lại dấu vân tay, sau đó tạo ra bản sao của dấu vân tay dưới dạng hình ảnh kỹ thuật số. Sau đó, thiết bị sử dụng bản sao này để so khớp với dấu vân tay và cho phép quyền truy cập.

Phương pháp cảm biến này đã xuất hiện từ lâu và khá lỗi thời vì thiết bị cồng kềnh mà độ chính xác không cao. Tuy nhiên, một số thiết bị smartphone đời mới đã đem công nghệ cảm biến quang học trở lại với kích thước nhỏ hơn và tốc độ quét nhanh hơn.

Cảm biến điện dung

Đây là phương pháp sử dụng tụ điện để tái tạo mẫu vân tay và ghi nhớ toàn bộ chi tiết trên vân tay. Phương pháp này được đánh giá rất cao vì mang lại kết quả xác thực với độ chính xác vượt trội.

So với cảm biến quang học, cảm biến điện dung cho tốc độ phản hồi tốt hơn nhiều. Đồng thời, loại cảm biến này ghi nhớ được nhiều thuộc tính của dấu vân tay hơn. Do đó, đây là loại cảm biến vân tay được dùng phổ biến trên các thiết bị điện tử như smartphone và laptop.

Cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm là một phương pháp xác thực đột phá, có độ chính xác cao và hết sức tiện lợi. Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng âm thanh tần số sóng để nhận diện các chi tiết trên vân tay.

Khi quét vân tay, sóng phát ra và tương tác với lớp da dưới ngón tay, sau đó dội ngược lại và đưa dữ liệu vào hệ thống. Hệ thống này dựa trên dữ liệu thu thập được để tạo ra biểu đồ 3D về dấu vân tay, sau đó lưu vào hệ thống bảo mật để so khớp.

Điểm nổi bật nhất của cảm biến siêu âm là có thể quét ngay khi ngón tay bị ẩm ướt. Cảm biến này cũng có kích thước nhỏ nên không chiếm một vùng đáng kể trên màn hình thiết bị. Đặc biệt, với nguyên tắc hoạt động tinh vi, cảm biến này có thể tránh được tình trạng làm giả ngón tay để nhân danh người khác.

Phân tích ưu nhược điểm của cảm biến vân tay

Bất kỳ công nghệ bảo mật nào cũng có ưu và nhược điểm riêng. Sau đây là những ưu điểm và hạn chế lớn nhất của tính năng cảm biến này:

Ưu điểm:

• Có độ chính xác cao vì dấu vân tay của mỗi cá nhân là độc nhất.
• Có thể áp dụng cho bất kỳ ngón tay nào và hỗ trợ thiết lập nhiều mẫu vân tay cùng lúc.
• Không yêu cầu người dùng phải ghi nhớ mật khẩu, dãy số hay hình vẽ để mở khóa.
• Nhanh chóng, tiện lợi vì có khả năng xác thực cá nhân chỉ với một lần nhấn.

Nhược điểm:

• Cảm biến quang học và cảm biến điện dung hoạt động không chính xác khi tay bị dính nước.
• Cần đảm bảo để ngón tay đúng vị trí để thu thập toàn bộ dữ liệu từ dấu vân tay và trả về kết quả chính xác.
• Trong tình trạng không tỉnh táo, bạn có thể bị lợi dụng mở khóa thiết bị bằng dấu vân tay.

Ứng dụng cảm biến vân tay trong đời sống hiện đại

Với những lợi ích mang lại, cảm biến vân tay được dùng rộng rãi trong đời sống hiện nay. Có thể kể đến các lĩnh vực ứng dụng công nghệ này nhiều nhất như:

• Thiết bị điện tử (laptop, điện thoại, máy tính bảng, máy tính bàn, …)
• Hệ thống khóa cửa thông minh
• Két sắt thông minh
• Máy chấm công
• Thiết bị nhận dạng cá nhân trong ngành an ninh, cảnh sát, y tế

Một số lưu ý cần nắm khi sử dụng cảm biến vân tay

Khi sử dụng các thiết bị nhậm dạng vân tay gười dùng cũng cần lưu ý một số nguyên tắc. Đảm bảo được các nguyên tắc này, cảm biến vân tay mới thực sự tiện lợi và cho kết quả xác thực chính xác.

• Hạn chế tiếp xúc với cảm biến khi tay bị ẩm ướt, dính bụi hoặc bẩn.
• Không để cảm biến tiếp xúc với các chất hóa học hoặc chất bào mòn để tránh làm hư hại bề mặt tiếp xúc.
• Vệ sinh bề mặt cảm biến thường xuyên bằng khăn sạch và mềm để duy trì độ chính xác khi xác thực.

Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cảm biến vân tay. Có thể thấy, đây là tính năng hữu ích trong việc nhận dạng và bảo mật ở nhiều lĩnh vực.