Čtečka otisků prstů je dnes u většiny smartphonů téměř neodmyslitelným prvkem zabezpečení telefonu. Používá se totiž k jeho bezpečnému odemykání. Přestože se může zdát, že jde o moderní prvek nových smartphonů, ve skutečnosti už má v telefonech velmi dlouhou tradici.
V roce 2011 se čtečka otisků prstů dostala i do smartphonů, poprvé se ukázala u Motoroly Atrix (obr. Quora)
Úplnou prvotinou na trhu bylo tlačítkové véčko Pantech GI100 z roku 2004, které otisk používalo k odemykání, ale i rychlému vytáčení kontaktů, kdy jste mohli přiložením jednoho z deseti prstů vytočit předvolený kontakt. Šlo však o telefon neznámé značky, který se příliš neuchytil. Čtečka se výrazněji prosadila až v roce 2007 u telefonu Toshiba G500.
Rozmachu čtečky otisků prstů však mobilní trh vděčí zejména Apple iPhonu 5s z roku 2013.
Co se smartphonů týče, premiéru si zde čtečka otisků prstů odbyla v roce 2011 u telefonu Motorola Atrix, který ji však měl poněkud netradičně na horní části zad. Hlavní příchod do mainstreamu ale přišel až na podzim v roce 2013 s Apple iPhone 5s, po němž se v následujících letech čtečka dostala do většiny vlajkových lodí konkurence a později i do levných telefonů.
Druhy čteček otisků prstů
Ve smartphonech můžeme najít hned několik druhů čteček otisků prstů, které se však výrazně liší v bezpečnosti, rychlosti, ale také ceně.
Optická čtečka otisků prstů
Nejstarším typem čtečky otisků prstů ve smartphonech je čtečka optická, její činnost spočívá v zachycení optického obrazu otisku. V podstatě se jednalo o fotografii toho, jak má otisk vypadat. Podrobnou analýzou pak byla čtečka schopná kontrolovat různé vzory na povrchu prstů.
U optické čtečky otisků prstů probíhá snímek otisku, který je dále analyzován. Potřebný je zde dostatek světla. (obr.: Android Authority)
Problémem je ale nízké rozlišení, které mělo vliv na jemnost zachycených detailů otisku prstu. Navíc je samozřejmě tato čtečka náchylná na světlo, takže tyto čtečky musí mít diody, které jsou schopné prst dostatečně prosvítit, aby byl snímek patrný. To bylo nejvíce znát zejména u prvních čteček otisků prstů v displeji, které vždy při přiložení prstu do požadovaného pole, celou oblast důkladně rozsvítily.
Nejoblíbenější smartphony
Další oblíbené smartphony
Optická čtečka otisků prstů je tak v podstatě velmi jednoduchá, což je její výhoda zejména při implementaci, ale i výrobní ceně, která dovolila rozšíření čteček i do levných telefonů. Na druhou stranu jde v podstatě jen o 2D otisk prstu, který rozhodně není tolik bezpečný. Naopak díky nižší přesnosti bývají často optické čtečky velmi rychlé. Obrovské problémy jim však dělají mokré nebo mastné prsty.
Kapacitní čtečka otisků prstů
Kapacitní čtečky jsou pokročilejší verzí snímání otisků prstů a v dnešní době zřejmě také asi nejpoužívanější. Jak už název napovídá, v tomto případě se nesleduje optický snímek prstu, ale jeho kapacita. Kůže je totiž vodivá, čehož se využívá i u samotných dotykových displejů, které tak dokáží rozpoznat, kde jste se displeje dotknuli.
Princip fungování kapacitní čtečky otisků prstů. Klíčová je zde různá kapacita v místě výstupku prstu a v mezeře mezi papilárními liniemi. (obr.: Android Authority)
Kapacitní čtečky jsou však mnohem citlivější, protože se skládají z hustého pole stovek až tisíců malých kondenzátorů. Jakmile dojde k přiložení prstu na čtečku, v místech přímého kontaktu se náboj v kondenzátoru změní. Tím, že jsou ale konečky prstů plné papilárních linií s drobnými mezírkami, náboj se změní jen v místě přímého dotyku, nikoliv ve zmíněných mezerách.
Díky tomu je schopen snímač pomocí změny kapacity konkrétních kondenzátorů sejmout jakousi 3D mapu papilárních linií na vašem prstu. Vzory těchto linií jsou navíc pro každého člověka unikátní, takže jde o velmi bezpečnou metodu snímání. Použité snímače ale bývají zpravidla větší, často o něco pomalejší, než ty optické a hlavně jsou i dražší, takže je i sami výrobci používají spíše u vyšších modelů.
Ultrazvuková čtečka otisků prstů
Nejnovější a nejmodernější technologií používanou pro snímání otisků prstů je ultrazvuková čtečka. Ta se ve smartphonech objevila poprvé až v roce 2016 a za jeho technologií stojí zejména Qualcomm, který ji začal dodávat výrobcům, a dnes už je na trhu její několikátá generace.
Konstrukce čtečky se vždy skládá z ultrazvukového vysílače a přijímače. Jakmile uživatel přiloží prst na skener, vyšle se směrem k jeho prstu ultrazvukový signál, který se důsledkem nerovného povrchu prstu odrazí, a to vždy jiným způsobem podle tvaru papilárních linií prstu uživatele. Odražený signál pak vyhodnocuje přijímač ve čtečce.
V případě moderní 3D ultrasonické čtečky jste schopni získat daleko větší plochu pro skenování a můžete dokonce skenovat dva prsty najednou. Čtečka je navíc i bleskově rychlá. (obr.: Vivo)
Přijímač přitom snímá i intenzitu odraženého signálu, čímž dokáže získat informace o povrchu prstu. Na základě toho pak opět dokáže čtečka získat 3D mapu otisku prstu, čímž nabízí mnohem vyšší bezpečnost než čtečky optické. Čtečka si dobře poradí i s mokrými prsty a v případě nasazení pod displejem dokáže odemknout přístroj i při vypnutém displeji. Nevýhodou je však vyšší cena, takže tato technologie bývá nasazena primárně u dražších smartphonů.
Výhodou čtečky je i možnost dalšího vylepšování. To jsme v podstatě mohli vidět u poslední verze 3D ultrazvukové čtečky od Qualcommu, kterou první nasadilo Vivo a jeho dceřiná značka iQOO. Výsledkem je mnohem větší plocha pro sken otisku prstů, která pobere i více prstů najednou a přitom je stále velmi rychlá. Je tedy pravděpodobné, že právě tato technologie bude v budoucnu stále více a více dominantní.
Výrobci čteček
Výrobců čteček otisků prstů je hned několik. Mezi první výrobce patřila firma AuthenTec. Pokud jste o ní nikdy neslyšeli, tak pravděpodobně proto, že při představení prvních produktů začátkem minulé dekády firmu koupil Apple, což vyústilo v představení Touch ID.
Mezi klíčové hráče se čtečkami otisků prstů rozhodně patří Qualcomm. Jeho nejnovější 3D ultrazvuková čtečka přinesla zajímavé inovace. (obr.: Qualcomm)
Mezi největší hráče na trhu dnes jednoznačně patří Qualcomm, a to zejména právě díky svým ultrazvukovým čtečkám. Dlouho se na trhu silně držel také Mediatek, který v roce 2011 odkoupil podíl v čínské firmě Goodix, který čtečky otisky prstů vyvíjel. O pár let později se ale známý výrobce čipů části podílu v této firmě zbavil. Firma Goodix však i dnes patří mezi největší hráče.
U smartphonů jsou populární například také čtečky otisků prstů od americké firmy Synaptics. Ty jsme také mohli párkrát vidět u smartphonů Vivo či Samsung. Korejský výrobce smartphonů také několikrát sáhnul po čtečkách od taiwanské firmy Egis Technology. Zejména pro asijské výrobce smartphonů pak čtečky otisků prstů dodává i švédská firma Fingerprint Cards AB.
Jaký výrobce stál za čtečkou otisků prstů ve vašem smartphonu, dokáží odhalit některé aplikace, jako je například AIDA64.
Nejčastější umístění čteček
Když pomineme zmíněnou první Motorolu Atrix z roku 2011, tak první vlna smartphonů se čtečkou otisků prstů, v čele s Apple iPhonem 5a a jeho nástupci, přišla s pozicí čtečky na čelní straně pod displejem. Tam byla většinou integrována do domovského tlačítka. V některých případech dokonce ani o tlačítko nešlo a byl zde pouhý senzor.
Na zádech či boku. V displeji nebo pod ním. Každé z umístění má nějaké (ne)výhody
Většina výrobců, jako byl Huawei, Honor, LG a mnoho dalších, však velmi rychle přesedlala na umístění čtečky na zádech, které je velmi přirozené. Když totiž uchopíte telefon do rukou při správném umístění vám ukazovák vyjde přímo na pozici čtečky. Navíc zde nebylo nutné integrovat senzor do žádného tlačítka.
Paralelně s tím, někteří výrobci hledali i jiná umístění. Například Sony je od začátku známé tím, že umístilo čtečko otisků prstů do tlačítka na boku. Po mnoha letech, kdy v tomto značka byla téměř osamocena, se k ní přidala spousta výrobců a dnes můžeme čtečku na boku vidět u spousty telefonů.
Od začátku rozmachu čteček však celý trh tak trochu pomrkával po tom, jak ji integrovat přímo do displeje. Když pomineme první dema a prototypy, tak prvním takovým smartphonem bylo čínské Vivo X20 Plus UD, a to hned v úvodu roku 2018 na veletrhu CES. Zde Vivo spolupracovalo s firmou Synaptics. Ještě ten stejný rok jsme integraci mohli vidět u dalších firem a od roku 2019 se čtečky v displeji výrazně rozšířily. Dnes ji dokážou firmy nabídnout dokonce i u cenově dostupného telefonu, ač většinou jde o optické řešení.
Čtečky otisků prstů nebo sken obličeje?
Ač už to vypadalo, že se ze čtečky otisků prstů stane standard pro všechny, v roce 2017 tento trend naboural překvapivě sám Apple, který ho o 4 roky dříve rozjel. U nejnovějších iPhonů totiž čtečku odstranil a drží ji už jen u smartphonů se starším designem, případně jiných produktů.
Může skener obličeje čtečko otisků plně nahradit? Apple ukazuje, že ano. U konkurence však najdete obojí.
Argumenty Applu jsou přitom takové, že skener obličeje v jeho podání s kupou senzorů, která na váš obličej vysílá tisíce infračervených teček, který obličej podrobně zmapují je prý až 20× bezpečnější. Tedy dle tvrzení z roku 2017, kdy na telefonu dominovaly optické a kapacitní čtečky otisků prstů. Dnes s ultrazvukovými čtečkami by bylo srovnání možná trochu jiné.
Face ID od Applu nakonec obstálo a čtečku otisků prstů u iPhonu plnohodnotně nahradilo. U Androidu se ale tak nestalo, jelikož se zde biometrické skenování obličeje nikdy příliš neprosadilo, ač to několik výrobců jako Xiaomi, Huawei či Google zkoušeli. Místo toho se u Androidu ujala varianta, kdy jako primární prvek slouží čtečka otisků prstů a sken obličeje supluje méně bezpečnější snímání selfie kamerkou.
Populární umístění čteček otisků prstů:
Zdroj: Android Authority, Vivo
