Cara Kerja Scanner Fingerprint

Scanner fingerprint atau disebut juga pemindai sidik jari terkomputerisasi telah menjadi bagian yang lekat dengan film-film yang berhubungan dengan kriminal dan mata-mata yang sering kita tonton, tetapi sampai saat ini, teknologi ini masih sangat eksotis di dunia nyata. Dalam beberapa tahun terakhir, scanner sudah mulai bermunculan di seluruh tempat, mulai di kantor polisi, gedung dengan keamanan yang tinggi, keyboard PC, bahkan di smartphone Anda. Anda dapat membeli scanner fingerprint USB dengan harga di bawah 1 juta rupiah tergantung spesifikasinya, dan komputer Anda telah terlindungi oleh teknologi biometrik. Selain itu, Anda tetap perlu password sebagai keamanan akses tambahan.


Dasar Sidik Jari
Sidik jari adalah salah satu bagian tubuh manusia yang sangat unik. Manusia memiliki "kartu identitas" yang membedakannya dari orang lain dan mudah diakses. Anda memiliki desain yang unik, yang mewakili Anda sendiri, secara harfiah berada di ujung jari Anda. Bagaimana ini bisa terjadi?
Setiap orang memiliki struktur kulit yang terdiri dari garis-garis kecil pada jari-jari mereka karena adaptasi dengan lingkungan. Pola ini terdiri dari tonjolan dan cekungan di jari untuk memudahkan tangan memegang benda.
Fungsi lain dari sidik jari sebenarnya sangat banyak. Seperti segala sesuatu dalam tubuh manusia, pola ini terbentuk melalui kombinasi faktor genetik dan lingkungan. Kode genetik dalam DNA memberikan perintah umum dalam pembentukan kulit selama dalam janin yang sedang berkembang, tetapi cara tertentu pembentukan adalah hasil dari kejadian acak. Posisi yang tepat dari janin dalam kandungan pada saat tertentu dan komposisi yang tepat, kepadatan cairan ketuban di sekitarnya, semua mempengaruhi bagaimana setiap individu membentuk polanya sendiri.

Jadi, selain hal-hal yang tak terhitung jumlahnya yang mempengaruhi genetik Anda, ada faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi pembentukan sidik jari. Sama seperti kondisi cuaca yang membentuk awan atau garis pantai, seluruh proses pembentukan sangat acak, di seluruh perjalanan sejarah manusia hampir tidak ada pola yang sama persis terjadi dua kali.
Akibatnya, sidik jari merupakan penanda unik untuk seseorang, bahkan kembar identik. Ketika dua sidik jari mungkin terlihat sekilas sama, seorang penyelidik terlatih atau software khusus dapat melihat perbedaan yang jelas.
Ini adalah ide dasar dari analisis sidik jari, baik investigasi kejahatan dan keamanan. Fungsi scanner fingerprint adalah untuk menggantikan tugas seorang analis dengan mengumpulkan sampel cetak dan membandingkannya dengan sampel lainnya pada daftar.

Scanner Optik
Sebuah sistem fingerprint memiliki dua fungsi dasar, yaitu mendapatkan gambar sidik jari Anda, dan menentukan apakah pola tonjolan dan cekungan sidik jari Anda sesuai dengan pola yang sudah ada sebelumnya.
Ada sejumlah cara yang berbeda untuk mendapatkan gambar sidik jari seseorang. Metode yang paling umum saat ini adalah optical scanning dan kapasitansi scanning. Kedua teknik berhubungan dengan gambar, tetapi keduanya berjalan dengan cara yang sama sekali berbeda.
Inti dari scanner optical adalah CCD (charge coupled device), sistem sensor cahaya yang digunakan dalam kamera digital dan camcorder. Sebuah CCD merupakan sebuah barisan sederhana dari diode peka cahaya yang disebut photosite, yang menghasilkan sinyal elektrik yang merespon foton cahaya. Setiap photosite merekam sebuah pixel, titik kecil yang mewakili cahaya yang menerpa sebuah titik. Secara kolektif, piksel terang dan gelap membentuk sebuah gambar dari gambar yang di-scan, misalnya jari. Biasanya, sebuah konverter analog ke digital dalam sistem scanner memproses sinyal listrik analog untuk menghasilkan representasi digital dari gambar ini. Anda dapat memahaminya dengan cara kerja kamera digital.

Proses scanning dimulai ketika Anda menempatkan jari Anda pada lapisan kaca, dan kamera CCD mengambil gambarnya. Scanner memiliki sumber cahaya sendiri, biasanya berupa susunan lampu LED (light-emitting dioda), untuk menyinari permukaan jari. Sistem CCD menghasilkan gambar jari yang terbalik, area yang lebih gelap merepresentasikan lebih banyak cahaya yang dipantulkan (tonjolan) dan area yang lebih terang merepresentasikan lebih sedikit cahaya yang dipantulkan (cekungan).
Sebelum membandingkan gambar dengan data yang sudah tersimpan, prosesor scanner memastikan bahwa CCD telah menangkap gambar yang jelas dengan memeriksa kegelapan pixel rata-rata, atau nilai-nilai keseluruhan sampel kecil, dan menolak scan jika gambar yang dihasilkan terlalu gelap atau terlalu terang. Jika gambar ditolak, scanner akan mengatur ekspposure untuk membuat lebih atau lebih gelap, dan kemudian mencoba scan lagi.
Jika tingkat kegelapan telah mencukupi, sistem scanner melanjutkan pengecekan definisi gambar (seberapa tajam hasil scan sidik jari). Prosesor melihat di beberapa garis lurus yang bergerak horizontal dan vertikal di seluruh gambar.
Jika prosesor melihat gambar tajam dan baik, kemudian membandingkan sidik jari yang diambil dengan gambar dalam daftar yang sudah tersimpan.

Scanner Kapasitansi
Seperti halnya scanner optik, scanner sidik jari kapasitif menghasilkan gambar tonjolan dan cekungan yang membentuk sidik jari. Teknik ini tidak menggunakan cahaya, tapi menggunakan arus listrik.
Sensor terdiri dari satu atau lebih chip semikonduktor yang terdiri dari susunan sel-sel kecil. Setiap sel mencakup dua lapisan konduktor, ditutupi dengan lapisan isolasi. Sel-sel kecil dengan ukuran yang lebih kecil daripada satu tonjolan pada jari.
Sensor terhubung ke integrator, sebuah sirkuit listrik yang ditempatkan di sekitar penguat operasional pembalik. Pembalik amplifier adalah perangkat semikonduktor yang kompleks, terdiri dari sejumlah transistor, resistor dan kapasitor.
Secara khusus, penguat pembalik mengubah tegangan suplai. Perubahan ini didasarkan pada tegangan relatif dua input, disebut terminal pembalik dan terminal non-pembalik. Dalam hal ini, terminal non-pembalik terhubung ke ground, dan terminal pembalik terhubung ke suplai tegangan referensi dan umpan balik. Loop umpan balik, yang juga terhubung ke output amplifier, termasuk dua lapisan konduktor.
Untuk memindai sidik jari, prosesor menutup tombol reset untuk setiap sel, dimana masing-masing amplifier input dan output menyeimbangkan sirkuit integrator. Ketika saklar dibuka lagi, dan prosesor menerapkan tegangan tetap ke sirkuit integrator, kapasitor terisi. Kapasitansi dari umpan balik kapasitor mempengaruhi tegangan pada input penguat, yang juga mempengaruhi output penguat. Karena jarak ke jari mengubah kapasitansi, tonjolan sidik jari akan menghasilkan tegangan output yang berbeda dari cekungan sidik jari.
Prosesor scanner membaca tegangan output ini dan menentukan apakah itu adalah karakteristik dari tonjolan atau cekungan. Dengan membaca setiap sel dalam susunan sensor, prosesor dapat membuat sebuah gambaran keseluruhan sidik jari, mirip dengan gambar yang ditangkap oleh scanner optik.
Keuntungan utama dari scanner kapasitif adalah dapat menggambarkan bentuk sidik jari secara nyata, bukan pola terang dan gelap yang membentuk kesan visual sidik jari. Hal ini membuat sistem sulit untuk dikelabui. Selain itu, karena menggunakan chip semikonduktor dan bukannya unit CCD, scanner kapasitif cenderung lebih praktis daripada perangkat optik.

Dalam film dan acara TV, analisis sidik jari otomatis biasanya membandingkan berbagai gambar sidik jari untuk menemukan kecocokan. Pada kenyataannya, ini bukan cara yang praktis untuk membandingkan sidik jari. Noda dapat membuat dua gambar cetak yang sama terlihat berbeda, sehingga Anda tidak akan mendapatkan overlay gambar yang sempurna. Selain itu, menggunakan gambar sidik jari keseluruhan dalam analisis komparatif membutuhkan banyak tenaga pemrosesan, dan juga membuatnya lebih mudah bagi seseorang untuk mencuri datanya.
Sebaliknya, sebagian besar sistem pemindai sidik jari membandingkan fitur khusus dari sidik jari, umumnya dikenal sebagai minutiate (hal-hal kecil). Biasanya, peneliti manusia dan komputer berkonsentrasi pada titik-titik di mana garis pola berakhir atau di mana satu tonjolan terbagi menjadi dua (bifurcations). Secara kolektif, fitur-fitur ini dan lainnya sangat khas yang disebut dengan typica.

Sistem software scanner menggunakan algoritma yang sangat kompleks untuk mengenali dan menganalisa hal-hal kecil tersebut. Ide dasarnya adalah untuk mengukur posisi relatif dari hal-hal kecil tersebut. Cara termudah untuk memahami hal tersebut adalah dengan mempertimbangkan bentuk-bentuk minutia ketika Anda menarik garis lurus di antara mereka. Jika dua cetakan memiliki tiga akhiran pola dan dua bifurcations, menghasilkan bentuk yang sama dengan dimensi yang sama, ada kemungkinan besar keduanya berasal dari fingerprint yang sama.
Untuk mendapatkan kecocokan, sistem scanner tidak harus mencari seluruh pola hal-hal kecil baik dalam sampel dan dalam daftar, scanner hanya perlu menemukan sejumlah pola minutia dari dua cetakan yang memiliki kesamaan. Jumlah pasti sangat bervariasi sesuai dengan program scanner.

Keuntungan dan Kerugian
Ada beberapa cara sistem keamanan dapat memverifikasi bahwa seseorang adalah pengguna yang berwenang. Kebanyakan sistem menentukannya dari beberapa hal berikut:

• Apa yang Anda miliki
• Apa yang Anda ketahui
• Siapa Anda

Untuk bisa melewati "Apa yang Anda miliki", Anda perlu semacam "tanda", seperti kartu identitas dengan strip magnetik. Sedangkan "Apa yang Anda ketahui" mengharuskan Anda untuk memasukkan password atau nomor PIN. Pertanyaan "Siapa Anda" sebenarnya mencari bukti fisik bahwa Anda adalah yang Anda katakan, bisa jadi sidik jari yang spesifik, suara atau pola iris mata.
Pertanyaan "Siapa Anda" dari sistem scanner sidik jari memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan sistem lain, diantaranya:

• Atribut fisik yang jauh lebih sulit untuk dipalsukan daripada kartu identitas.
• Anda tidak bisa menebak pola sidik jari seperti menebak password.
• Anda tidak akan menghilangkan sidik jari, iris atau suara Anda begitu saja, seperti Anda lupa menaruh kartu akses.
• Anda tidak bisa melupakan sidik jari Anda seperti Anda bisa melupakan password.

Tapi, seiring dengan keefektifannya, sebuah sistem pasti tidak sempurna, dan memiliki kelemahan utama. Scanner optik tidak selalu bisa membedakan antara gambar jari dan jari itu sendiri, dan scanner kapasitif kadang-kadang tertipu oleh cetakan jari seseorang. Jika seseorang mendapatkan akses ke cetakan pengguna yang berwenang, orang tersebut bisa menipu scanner. Dalam skenario terburuk, penjahat bahkan bisa memotong jari seseorang untuk melewati sistem keamanan scanner. Beberapa scanner memiliki sensor pemindai detak dan panas tambahan untuk memverifikasi bahwa jari yang digunakan masih hidup, bukan cetakan atau potongan-potongan, tapi tetap saja sistem ini dapat tertipu oleh cetakan gelatin melalui jari nyata.
Untuk membuat sistem keamanan yang lebih handal, ide yang tepat dengan menggabungkan analisis biometrik dengan cara identifikasi konvensional, seperti password (dengan cara yang sama seperti ATM memerlukan kartu bank dan kode PIN).
Masalah sebenarnya dengan sistem keamanan biometrik adalah tingkat kerusakan ketika seseorang tidak berhasil mencuri informasi identitas. Jika Anda kehilangan kartu kredit atau sengaja memberitahu seseorang nomor PIN rahasia Anda, Anda tetap bisa mendapatkan kartu baru atau mengubah kode Anda. Tetapi jika seseorang mencuri sidik jari Anda, apakah Anda akan mengganti sidik jari Anda. Anda tidak akan dapat menggunakan sidik jari Anda sebagai bentuk identifikasi sampai Anda benar-benar yakin semua salinan telah musnah.
Tetapi bahkan dengan kelemahan yang signifikan ini, scanner sidik jari dan sistem biometrik merupakan sarana yang sangat baik untuk sistem identifikasi. Di masa depan kemungkinan besar akan menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari sebagian besar orang, seperti kunci, kartu ATM dan password. Bahkan beberapa smartphone sudah menggunakan autentifikasi sidik jari atau wajah sebagai kunci pembuka.

Bagikan Artikel ini