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Was ist ein Fingerabdrucksensor?

| Autor / Redakteur: Laimingas / Ira Zahorsky

Grundlagenwissen zum IT-Business
Grundlagenwissen zum IT-Business (Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)

Ein Fingerabdrucksensor erfasst das Bild eines Fingerprints von Personen. Da jeder Fingerabdruck einzigartig ist, können Menschen mit Hilfe des Sensors eindeutig identifiziert werden. Solche Sensoren werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt.

Fingerabdrucksensoren kommen in vielen Bereichen zu Anwendung, etwa bei der Erstellung von Reisepässen und Personalausweisen, beim Online Banking oder zur Identifizierung von zutrittsberechtigten Personen in Hochsicherheitsbereichen. Die größte Verbreitung haben die Sensoren in jüngster Zeit durch den Einbau in Smartphones erfahren. Mittlerweile gibt es kaum noch Mobiltelefone - außer sehr günstige Modelle - die nicht über einen Fingerabdruckscanner verfügen.

Je nach Ausführung kann ein Fingerabdrucksensor nur einen, zwei oder alle zehn Finger scannen. Bei den Zehn-Finger-Sensoren sind besonders Modelle verbreitet, die nach dem 4+4+2-Prinzip arbeiten. Zuerst werden die vier Finger der einen, dann die vier der anderen Hand gescannt. In einem dritten Durchlauf erfolgt die Erkennung der beiden Daumen.

Wie arbeitet ein Fingerabdrucksensor?

Derzeit gibt es drei Technologien für die Erkennung von Fingerabdrücken mittels Smartphone. Eine davon arbeitet mit Ultraschall und ist noch nicht vollständig marktreif. Die beiden anderen unterteilen sich in eine optische und eine kapazitive Methode. Gemeinsam ist ihnen, dass zunächst ein Bild des Abdrucks angefertigt wird. Soll das Gerät entsperrt werden, wird dieses Bild als Vergleichsmaterial herangezogen. Unterschiede bestehen darin, wie der optische und der kapazitive Sensor das Abbild erstellen und später überprüfen.

Optische Sensoren

Die optischen Sensoren arbeiten mit einem klassischen CCD (charge-coupled device), ähnlich wie er in einfachen Camcordern oder Digitalkameras vorkommt. Dessen lichtempfindliche Dioden wandeln das Bild in elektrische Signale beziehungsweise in ein digitales Muster um, das anschließend von der Sensor-Software ausgewertet wird. Der Sensor verfügt über eine eigene Lichtquelle, speichert das Bild jedoch invertiert ab. Das Licht wird dabei umso stärker reflektiert, je dunkler der Bildbereich ist. Somit werden die Papillaren, die Rillen auf den Fingerkuppen, dunkel dargestellt, die Zwischenräume hingegen hell. Das beim Entsperrungsversuch aufgenommene Bild wird mit dem gespeicherten verglichen. War der Versuch erfolgreich, ist das Smartphone freigeschaltet.

Kapazitive Sensoren

Bei kapazitiven Sensoren wird das digitale Muster der Fingerkuppe nicht mit Leuchtdioden, sondern mit elektrischer Spannung erzeugt. Auf dem Chip befinden sich Tausende winziger Kondensatorzellen. Wird ein Finger aufgelegt, verändert sich die Spannung der Siliziumschicht. Dabei bilden die Zellen und die leitfähige Fingeroberfläche zusammen einen Kondensator, aus dem das kapazitive Ladungsbild entsteht. Dies wird mit Hilfe eines AD-Wandlers in ein digitales Bild umgewandelt. Der anschließende Vergleich von aktuellem Scan und gespeicherter Vorlage erfolgt dann wie beim optischen Sensor.

Sicherheit von Fingerabdruckscannern

Optische Sensoren werden heute in Smartphones nicht mehr eingesetzt, da sie sich mit einem simplen Papierausdruck des Fingerabdrucks überlisten lassen. Kapazitive Sensoren sind sicherer, wurden aber auch schon geknackt. Die nächste Generation der Sensoren wird mit Ultraschallwellen arbeiten und kann auf Grund der Wirkweise Platz unter dem Display finden.

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