Escáneres de huellas dactilares: qué son, cómo funcionan y usos
Descubre qué son los escáneres de huellas dactilares, cómo funcionan y sus usos en seguridad biométrica, móviles y identificación única e infalsificable.
Los escáneres de huellas dactilares son sistemas de seguridad biométricos. Se utilizan para desbloquear puertas y en otras aplicaciones de seguridad. Durante la década de 2010 los escáneres de huellas dactilares se convirtieron en algo habitual en los teléfonos móviles.
Las personas tienen un patrón de crestas en los dedos. Esta huella dactilar no puede eliminarse ni cambiarse. Cada huella dactilar es diferente de cualquier otra en el mundo. Como hay innumerables combinaciones, las huellas dactilares se utilizan mucho para la identificación.
Qué son y por qué se usan
Un escáner de huellas dactilares es un dispositivo que captura la imagen o las características de la superficie de la piel de la punta del dedo y las convierte en datos digitales para su comparación con plantillas almacenadas. Se emplean porque las huellas dactilares son únicas, relativamente estables a lo largo de la vida y fáciles de capturar con dispositivos compactos.
Cómo funcionan (principios básicos)
El proceso general consta de tres pasos: captura, extracción de características y comparación:
- Captura: el sensor toma una imagen o medición de la huella.
- Extracción de características: se identifican puntos clave (minucias) como terminaciones de crestas, bifurcaciones y otros patrones.
- Comparación: el sistema compara la plantilla extraída con las plantillas almacenadas para verificar o identificar a la persona.
Tipos de sensores
- Ópticos: usan una cámara o un fotodetector para capturar una imagen iluminada de la huella. Son comunes y económicos, pero pueden ser vulnerables a copias si no tienen liveness.
- Capacitivos: miden la diferencia de carga eléctrica entre crestas y valles; son comunes en teléfonos y ofrecen buena resistencia a interferencias luminosas.
- Ultrasónicos: emiten ondas ultrasónicas que miden relieve y profundidad; generan imágenes 3D y funcionan mejor con suciedad o humedad en el dedo.
- Térmicos/por presión: detectan diferencias de temperatura o presión entre crestas y valles; se usan menos pero pueden aparecer en aplicaciones específicas.
Enrolamiento y verificación
- Enrolamiento: se registra la huella por primera vez, se procesa y se guarda como plantilla (no suele guardarse la imagen original en bruto).
- Verificación (1:1): se compara la huella capturada con una plantilla concreta (por ejemplo, desbloquear un teléfono).
- Identificación (1:N): se compara la huella con muchas plantillas para encontrar una coincidencia (por ejemplo, en bases de datos forenses o controles fronterizos).
Precisión y métricas
La precisión se evalúa con métricas como FAR (tasa de falso rechazo), FAR (tasa de aceptación falsa) y el EER (punto de igual error). La calidad del sensor, el algoritmo de comparación y las condiciones de captura (suciedad, humedad, cortes) influyen en la fiabilidad.
Riesgos y seguridad
- Spoofing: ataques con copias impresas o moldes de huellas. Algunos sensores avanzados detectan liveness mediante señales de pulso, conductividad, sudoración o imágenes subdérmicas.
- Protección de plantillas: las plantillas deben almacenarse cifradas o protegidas por técnicas como hashing y cancelable biometrics para evitar su reutilización si se filtran.
- Privacidad: los datos biométricos son sensibles; su recolección y uso suelen estar regulados (por ejemplo, por normativas de protección de datos). Es importante minimizar el envío de plantillas a servicios en la nube y preferir almacenamiento y procesamiento local cuando sea posible.
Aplicaciones comunes
- Teléfonos móviles y ordenadores portátiles (desbloqueo y autenticación).
- Control de accesos físicos (puertas, lockers, instalaciones).
- Control horario y nóminas en empresas.
- Banca y pagos (autenticación en cajeros o aplicaciones).
- Fuerzas de seguridad y forense (identificación de personas).
- Controles fronterizos y pasaportes biométricos.
- Aplicaciones sanitarias para asegurar la identidad del paciente.
Limitaciones y situaciones problemáticas
- Las huellas pueden verse afectadas por cortes, quemaduras, desgaste por trabajo manual o condiciones dermatológicas.
- Sensores sucios o dañados reducen la tasa de éxito; es preciso mantenerlos limpios y bien calibrados.
- En entornos húmedos o con guantes la captura puede ser difícil (se recomiendan sensores especiales o métodos alternativos).
Buenas prácticas
- Realizar un enrolamiento de calidad (varias capturas por dedo, en distintas posiciones) para mejorar la tolerancia a variaciones.
- Mantener el sensor limpio y protegido de golpes o arañazos.
- Usar cifrado y controles de acceso para las plantillas biométricas.
- Combinar la huella con otros factores (PIN, tarjeta, reconocimiento facial) para aumentar la seguridad cuando sea necesario.
Tendencias y futuro
Se espera un aumento de sensores ultrasónicos y soluciones multimodales que combinen huellas con reconocimiento facial o de iris. La inteligencia artificial mejora la extracción y comparación de características, y la biometría sin contacto gana importancia por razones de higiene y comodidad. También hay avances en biometría continua (monitorización del comportamiento) para autenticación persistente.
Conclusión
Los escáneres de huellas dactilares son una tecnología madura y ampliamente utilizada por su conveniencia y eficacia, pero deben implementarse con medidas de seguridad y privacidad adecuadas. Conocer sus límites, mantener buenas prácticas y combinar tecnologías cuando la seguridad lo exija garantiza usos más fiables y responsables.
Un escáner de huellas dactilares autónomo, como el que se utiliza en la entrada de un edificio
Varios tipos
Óptica reflexiva
Se basan en la técnica más antigua, que consiste en colocar el dedo sobre una superficie de cristal o un prisma que se ilumina con un diodo led. Cuando las crestas de las huellas dactilares tocan la superficie, la luz es absorbida, mientras que entre estas crestas se produce una reflexión total. Las zonas claras y oscuras resultantes se registran en un sensor de imagen.
En la práctica, esta técnica presenta algunas dificultades: los dedos húmedos y secos producen imágenes muy diferentes, y el sistema es sensible al polvo y la suciedad de la superficie. El aparato es grande y caro. Además, este sistema es fácil de engañar y si la piel está dañada, la huella dactilar no se reconoce correctamente. El reconocimiento de la huella dactilar de las personas mayores también es difícil de hacer porque su piel puede no ser lo suficientemente elástica. En algunas circunstancias, esto puede dar lugar a un falso reconocimiento. Si la huella dactilar almacenada se tomó con menos presión, pueden producirse falsas aceptaciones.
Capacitivo
El sensor es un circuito integrado de silicio cuya superficie está cubierta por un gran número de elementos transductores (o píxeles), con una resolución típica de 500 ppp. Cada elemento contiene dos electrodos metálicos adyacentes. La capacitancia entre los electrodos, que forma una vía de retroalimentación para un amplificador inversor, se reduce cuando el dedo se aplica a dicha superficie: se reduce más cuando detecta crestas y menos cuando detecta el espacio entre ellas.
El sensor es susceptible de sufrir descargas electrostáticas. Estos sensores sólo funcionan con pieles normales y sanas, no son operativos si se utilizan en pieles con zonas duras, callos o cicatrices. La humedad, la grasa o el polvo también pueden afectar a su funcionamiento.
Mecánica
Consiste en decenas de miles de diminutos transductores de presión que se montan en la superficie del sensor. Un diseño alternativo utiliza interruptores que se cierran cuando son presionados por una cresta, pero que permanecen abiertos cuando están bajo un valle. Esto sólo proporciona un bit de información por píxel, en lugar de trabajar con una escala de grises.
Térmico
En este caso se detecta el calor impulsado por el dedo, que es mayor cuando hay una cresta que cuando hay un valle. Se ha desarrollado un componente de silicio con una matriz de píxeles denominada "FingerChip", es decir, "circuito integrado del dedo", cada uno de los cuales está cubierto por una capa de material piroeléctrico en el que un cambio de temperatura se traduce en un cambio en la distribución de la carga de su superficie. La imagen está en la escala de grises que tiene la calidad adecuada incluso con el dedo desgastado, con suciedad, con grasa o con humedad. El sensor tiene una robusta capa protectora y puede proporcionar una salida dinámica.
Salida dinámica
La mayoría de los sensores descritos han sido alterados en el pasado. Para evitarlo, se ha añadido un nuevo modo de funcionamiento. En lugar de colocar simplemente el dedo de forma estática sobre el sensor, el dedo se mueve lentamente a lo largo del mismo. El sensor sólo tiene una estrecha zona sensible, y genera una secuencia completa de imágenes, que se pueden reensamblar, mediante un procesador, en una imagen completa. Las prestaciones mejoran sensiblemente y se garantiza la eliminación de cualquier residuo de grasa.
Utilice
El área de uso más importante es el control de acceso a los ordenadores. Esto es especialmente importante para los portátiles y las PDA. Gracias a la bajada de precios, cada vez hay más dispositivos equipados con sensores. Otros dispositivos con sensores de huellas dactilares incorporados son los discos duros USB, los módulos de memoria USB y los lectores de tarjetas. También están disponibles en ratones y teclados.
Los sensores se utilizan cada vez más para asegurar las transacciones financieras y las máquinas de cambio para la banca "online". En el futuro, la huella dactilar del propietario se almacenará de forma segura en los documentos de identidad y las tarjetas de crédito, y también podrá utilizarse para la autenticación de correos electrónicos mediante firmas digitales.
El acceso físico directo a las habitaciones y los dispositivos también puede garantizarse acoplando los sensores de huellas dactilares a los sistemas de apertura de puertas.
Smartphone con escáner de huellas dactilares redondo
Formas de construcción
Hay dos formas de construcción: el escáner de huellas dactilares estancado y el móvil. []
- Estancado: El dedo debe ser arrastrado sobre la pequeña área de escaneo. Esto es más barato y menos fiable que la forma en movimiento. La imagen no es muy buena cuando el dedo no se arrastra regularmente sobre el área de escaneo.
- En movimiento: El dedo se apoya en la zona de escaneo, mientras el escáner pasa por debajo. Como el escáner pasa regularmente por encima de la huella, las imágenes son mejores.
Muchos smartphones utilizan el escáner de huellas dactilares como forma de desbloquear el teléfono
Modelos populares
- Lumidigm Mercury M301
- Suprema BioMini
- Verifi P5100
- Futronic FS80#
- Futronic FS88
- Hámster Fingkey II
- Verifi P2000
- Secugen Hamster Plus
- Lector USB de seguridad con huella dactilar
- Digital Persona U.are.U 4500
Fabricantes / Proveedores
- Bayométrico
- Mantra Softech
- Partido de la Cruz
- Dermalog
- Fulcrum Biometrics
- Futronic
- HID Global
- Biometría integrada
- Neurotecnología
- SecuGen
- Suprema
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué son los escáneres de huellas dactilares?
R: Los escáneres de huellas dactilares son sistemas de seguridad biométricos que se utilizan para desbloquear puertas y en otras aplicaciones de seguridad.
P: ¿Dónde se generalizaron los escáneres de huellas dactilares durante la década de 2010?
R: Los escáneres de huellas dactilares se generalizaron en los teléfonos móviles en la década de 2010.
P: ¿Qué tiene de particular el patrón de los dedos de las personas?
R: Las personas tienen un patrón de crestas en los dedos que no se puede quitar ni cambiar.
P: ¿Son todas las huellas dactilares iguales?
R: No, cada huella dactilar es diferente de cualquier otra en el mundo debido a las innumerables combinaciones.
P: ¿Por qué se suelen utilizar las huellas dactilares para la identificación?
R: Los escáneres de huellas dactilares se utilizan habitualmente para la identificación debido al patrón único de las crestas de las yemas de los dedos de cada persona.
P: ¿Qué otros tipos de aplicaciones de seguridad utilizan escáneres de huellas dactilares?
R: Los escáneres de huellas dactilares se utilizan para desbloquear puertas y en otras aplicaciones de seguridad.
P: ¿Qué es la biometría?
R: La biometría es el uso de características biológicas, como las huellas dactilares o el reconocimiento facial, con fines de identificación.
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