Fingerabdrucksensor

Den Fingerabdrucksensor dürften die meisten von ihren Smartphones kennen. Doch in welchen anderen Bereichen begegnet uns der Fingerprint? Wie kann er für Sicherheitsmaßnahmen genutzt werden? Wie funktioniert er überhaupt und was ist Fingerabdruck-Mapping?

Sie erhalten Antworten auf diese Fragen hier und erfahren darüber hinaus, was es sonst noch zum Fingerabdruck zu wissen gibt.

Fingerabdruck & Fingerabdrucksensor

Der Fingerabdruck (alternativ aus dem Englischen: Fingerprint) ist ein biometrisches Merkmal. Mit ihm kann die Identität einer Person nahezu eindeutig bestätigt werden. Die feinen Hautrillen auf der Oberflächenstruktur menschlicher Finger, die sogenannten Papillarlinien, formen nämlich ein einmaliges Muster.

Heute sind Fingerabdrücke vor allem als Schlüssel etabliert, der einer Person physischen Zugang oder digitalen Zugriff ermöglicht. Diesen Vorgang nennt man Fingerprinting oder Fingerabdruck-Mapping. Um einen Fingerabdruck dabei entsprechend zu erfassen und zu kontrollieren, benötigen Geräte aber zunächst einen entsprechenden Fingerabdrucksensor (auch: Fingerprint-Sensor). Dabei handelt es sich um einen einen Messfühler, der in der Lage ist, die genaue Oberflächenstruktur eines Fingers zu erfassen.

Fingerabdrucksensoren sind das Kernelement von Fingerabdruckscannern (auch: Fingerprint-Scanner). Sie wiederum sind fest eingebaute oder extern eingebundene Bestandteile von komplexeren Geräten. Zu solchen Geräten gehören unter anderem Smartphones, Computer oder physische Zugangsbeschränkungen.

Der Fingerabdrucksensor ist Bestandteil eines Fingerabdruckscanners. Was das ist, erfahren Sie hier! Bild: Pexels/ArtemPodrez

Fingerabdruckscanner

Während Fingerabdrucksensoren erst einmal nur Fingerprints auslesen, werten Fingerabdruckscanner sie außerdem aus. Nach der Erfassung gleichen Algorithmen gescannte Fingerabdrücke übrigens mit Abdrücken einer eingebundenen Fingerprint-Datenbank ab. Dabei prüfen sie, ob der erfasste Fingerabdruck den User zum Zugriff oder Zugang authentifiziert. Zur personellen Zuordnung von Fingerabdrücken muss also zunächst eine entsprechende Datenbank verfügbar sein.

In einer solchen Datenbank kann es nur den Datensatz für eine einzelne Person bzw. ID geben, die Zugriff auf das Gerät hat; aber auch für mehrere. Sollten mehrere IDs in einer Datenbank erfasst sein, wird der gescannte Fingerabdruck entweder bestätigt oder als ungültig abgelehnt. Je nach Fingerabdrucksystem gehen mit identitärer Zuweisung auch unterschiedliche administrative Zugriffs- und Zugangsrechte einher.

Arten von Fingerabdrucksensoren/-scannern

Fingerabdrucksensoren und -scanner können unterschiedlich funktionieren. Im Groben lassen sich dabei drei verschiedene Arten von Fingerabdrucksensoren und -scannern unterscheiden:

• Kapazitive Fingerabdruckscanner gelten als Vorreiter der biometrischen Entsperrung von Geräten. Durch das Auflegen eines Fingers auf den kapazitiven Fingerabdrucksensor, der sich beispielsweise im Home Button eines Smartphones versteckt, ändern elektrische Kondensatoren ihre Ladung. Die Sensoren arbeiten also mit elektronischer Spannung. Hierdurch können Abdrücke digital erfasst und mit bestehenden Datensätzen abgeglichen werden.
• Optische Fingerabdruckscanner funktionieren mithilfe von integrierten Digitalkameras. Durch das Auflegen eines Fingers auf den unter dem OLED-Display befindlichen optischen Fingerabdrucksensor wird der entsprechende Bereich beleuchtet und ein Foto des Fingers gemacht. Dieses wird mit bestehenden Datensätzen abgeglichen. Der größte Nachteil von optischen Fingerabdruckscannern ist, dass sie sich durch einfache Fotos austricksen lassen.
• Ultraschall-Fingerdruckscanner funktionieren mithilfe von Schallwellen. Durch das Auflegen eines Fingers auf den Ultraschall-Fingerabdrucksensor werden Schallwellen reflektiert und zurück zum Scanner geworfen. Abhängig von der Dauer des Weges, den die entsprechenden Frequenzen benötigen, wird ein dreidimensionales Abbild des Fingerabdrucks entworfen. Dieser 3D-Abdruck wird dann mit den bestehenden Datensätzen abgeglichen.

Bis heute gilt die kapazitive Fingerabdruckerfassung als die sicherste. Dennoch entwickeln sich alle Technologien zur Erfassung von Fingerabdrücken stetig weiter und sind immer schwieriger auszutricksen.

Exkurs: Fingerabdruck als Bezugsnachweis

Aufgrund der Einzigartigkeit von menschlichen Fingerabdrücken sind sie nicht nur als Schlüssel, sondern auch als Nachweis zum gegenständlichen oder räumlichen Bezug etabliert. Vor allem dank der auf Fingerkuppeln befindlichen Schweißdrüsen ist das Nachweisen von Fingerprints dabei an nahezu allen berührten Orten und Objekten so problemlos möglich. Menschen produzieren nämlich normalerweise an den Fingern nur so viel Schweiß, wie sie benötigen, um Gegenstände zu greifen oder sich an ihnen festzuhalten. Aufgrund dieses selbstregulierenden Vorgangs haben wir einen ausgeprägten Tastsinn und lassen – im Idealfall – nichts fallen.

Bereits in der frühen modernen Forensik wurden Fingerabdrücke an Tatorten und Gegenständen erfasst. Entsprechende Bilder dürfte so ziemlich jeder aus Nachrichten oder Krimis kennen.

Heute werden für die Ausstellung von personellen Dokumenten Fingerprints erhoben und zugeordnet. Bereits seit 2007 muss man Fingerabdrücke abgeben, um einen Reisepass zu erhalten. Seit dem 2. August 2021 ist die Abgabe des Fingerabdrucks für den Personalausweis verpflichtend.

Die Fingerabdruckerfassung hat in der Forensik ihren Ursprung. Bild: Pexels/cottonbro

Fingerabdrucksensor und digitaler Zugriff

Heutzutage nutzen so ziemlich alle Smartphones Fingerabdrucksensoren als Alternative zur traditionellen Anmeldung durch Ziffernblöcke oder Eingabefelder. Häufig ist dabei die Anmeldungen bzw. das Entsperren des Lockscreens am Fingerprint-Handy über entsprechende Entsperrmuster und gleichzeitig auch über Fingerabdrücke möglich.

Bei den meisten Handys ist dabei aber nicht nur das Entsperren des Lockscreens mittels Fingerauflegen möglich. Auch handyintegrierten Bezahlsysteme funktionieren mittlerweile mittels Fingerabdruck.

Dazu gehören Apple Pay und Samsung Pay. Aber auch die externe App Satispay nutzt den Fingerabdruck zur Verifizierung des Users. Doch nicht nur Apps zur Bezahlung oder integrierte Bezahlsysteme gehören zu den heute bekannten Fingerprint-Apps. Auch die Anmeldung bei Anwendungen wie der beliebten Kommunikationsapp WhatsApp ist via Fingerabdruck möglich.

Fingerprint-Lock am Handy, PC & Co.

Bekannte Smartphones, die kapazitive Fingerabdrucksensoren und -scanner als Fingerprint-Lock integriert haben, sind das iPhone SE (2. Gen.) und das Google Pixel 3a. Das Huawei P40 Pro ist ein bekannter Vertreter von integriertem optischen Fingerabdruckscanner. Integrierte Ultraschall-Fingerprintscanner weisen unter anderem das Samsung Galaxy S10 und das Samsung Galaxy S20 auf. Heute sind aber nahezu alle gängigen Handys auch Fingerprint-Smartphones.

Auch am PC oder Laptop ist die Anmeldung mithilfe eines Fingerabdruckscanners keine Seltenheit mehr. Mit Windows Hello wird der Windows-Sperrbildschirm durch einen Mechanismus zur Gesichts- und Fingerabdruckserkennung erweitert. Übrigens können auch Peripheriegeräte wie die Portable SSD mittels Fingerabdruck ge- und entsperrt werden.

Fingerabdrucksensor und physischer Zugang

Obgleich Fingerabdruckscanner vor allem bei Smartphones, Laptops und anderen Endgeräten zum Einsatz kommen, können Sie auch in Verbindung mit physischen Zugangsbeschränkung eingesetzt werden. Sogenannte Fingerabdruck-Türschloss bzw. Fingerprint-Türöffner lassen dabei Fingerprint-Haustüren, also Smart-Home- oder Smart-Office-Türen, mittels Fingerprintscan verschließen und wieder öffnen. Die entsprechend ins System eingebundene Datenbank umfasst dabei alle zugangsberechtigten Personen und deren Fingerabdrücke.

Natürlich lassen sich auch Fingerprint-Türen auch mit anderen Zugangsbeschränkungen kombinieren; mit physischen Schlüsseln, ID-Cards, Gesichtsscans oder Passwörtern aus Zahlen- und/oder Buchstabencodes. Eine solche Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) mit Fingerabdruck und anderer Zugangsbeschränkung bietet sich vor allem für Privatpersonen oder Firmen an, die hochwertige Produkte oder sensible und personenbezogene Daten aufbewahren. Auf Fingerprint basierte Tresore oder Tresorräume haben dadurch eine deutlich höhere Sicherheit als herkömmliche, auf eine Kennzahl basierte.

Der Fingerabdrucksensor kann als Bestandteil einer Sicherheitsmaßnahme in Kleinunternehmen eingesetzt werden. Bild: Pexels/Lukas

Fingerabdruckscanner in Kleinunternehmen

Durch die Einrichtung eines Fingerabdruckscanners als Bestandteil einer Zugangs- oder Zugriffssicherheitsmaßnahme im Sinne der 2FA reicht es selbst für professionell agierende Cyberkriminelle nicht mehr, nur Ihre Passwörter und Zugangscodes zu hacken oder zu knacken. Sie müssen auch ein Fingerprint-Mapping fingieren, um Zugriff zu erhalten. Gleichzeitig reicht ein alleiniges Faken von Fingerprints nicht aus, um an Ihre sensiblen Daten oder in Ihre Räume zu gelangen. Verwenden Sie eine 2FA, benötigen Kriminelle auch andere Zugangsdaten.

Für Firmen bestimmter Branchen oder sensibler Arbeitsbereiche bieten sich unter anderem Fingerprint-Cards an. Sie fungieren als Türöffner oder Entlocker für ein System und werden durch einen Fingerabdruck bestätigt. Oft ist aber die Einrichtung eines digitalen Fingerprint-Zugangs sinnvoller und einfacher in der Umsetzung.

Sollten Sie Hilfe bei der Einrichtung einer Zugriffslösung für die Geräte Ihres Kleinunternehmen benötigen, ist PC-SPEZIALIST in Ihrer Region der richte Ansprechpartner für Sie. Benötigen Sie andere IT-Sicherheitsmaßnahmen oder möchten eine individuelle IT-Strategie erstellen? Auch dann sind wir der geeignete Partner für Sie! Erfahren Sie mehr zu unseren Services zur IT-Sicherheit.

Hilfe mit dem Fingerabdrucksensor am Handy

PC-SPEZIALIST ist dabei aber nicht nur Ansprechpartner für Firmen, die Hilfe bei der Einrichtung eines Fingerscansystems benötigen. Auch kümmern wir uns gern um Ihr privates Handy oder Diensthandy, wenn es nicht mehr richtig funktioniert oder sogar komplett kaputt ist. Ihr Fingerabdruck wird nicht erkannt? Oder macht der Fingerabdruckscanner nicht das, was er sollte. Glauben Sie, dass Ihr Fingerabdrucksensor defekt ist? Dann nehmen Sie mit Ihrem PC-SPEZIALIST vor Ort Kontakt auf und lassen Sie Ihr Handy überprüfen und professionell reparieren.

Vielleicht denken Sie, dass ein kaputter Fingerabdrucksensor oder ein nicht mehr funktionierender Fingerabdruckscanner ja kein Problem sind, wenn Ihr Handy sonst problemlos funktioniert. Nur kann womöglich eine durch den Defekt entstandene Hardware-Schwachstelle im schlimmsten Fall von Kriminellen missbraucht werden, um Ihr Handy unbefugt zu entsperren und dieses dann zu entwenden.

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Weiterführende Links: Baunetz Wissen, DEINHANDY, scinexx, iDoc