"Bắt" bệnh cho Touch ID

Touch ID trên iPhone 5s mở ra một kỉ nguyên mới của bảo mật di động. Tuy nhiên bộ cảm biến vân tay này không phải lúc nào cũng hoạt động ổn định, và đôi khi nguyên nhân gây lỗi không phải từ Apple mà chính là người sử dụng.

Có khá nhiều vấn đề có thể xảy ra với Touch ID: iPhone 5s không mở khoá khi bạn nhấn tay lên nút Home, hoặc chiếc smartphone không nhận diện đúng dấu vân tay được quét. Trong khi số lượng sự cố ngày càng gia tăng thì bạn cần hiểu rõ về công nghệ đằng sau Touch ID.

Công nghệ Touch ID trên iPhone 5s

Touch ID là một cảm biến điện dung có kích cỡ 8 x 8 mm, dày chỉ 170 micron và nằm dưới nút Home trên iPhone 5s. Touch ID được sử dụng để thu một hình ảnh có độ phân giải lên tới 500 điểm ảnh/inch của ngón tay bạn. Cảm biến này có thể nhận dạng được lỗ chân lông, các đường vân và các vùng lõm. Touch ID cũng có thể nhận ra các đường cong, các vòng xoáy và các vòng tròn. Về lý thuyết, Touch ID có thể nhận diện đúng dấu vân tay từ bất kì hướng nào.

Khi người dùng đặt ngón tay lên nút Home, Touch ID sẽ ghi lại khuôn mẫu của vùng biểu bì (dẫn điện) nằm dưới da. Hệ thống cũng sẽ ghi lại sự khác biệt về mức độ dẫn điện của các vùng rãnh và vùng vân nổi lên trên lớp biểu bì này. Nói tóm lại, các thông tin vân tay mà Touch ID lưu lại chính xác hơn rất nhiều so với việc ghi lại vùng da phía trên – vốn luôn luôn thay đổi và không hề dẫn điện.

Cảm biến của Touch ID làm bằng silicon nguyên chất. Bởi vậy, cảm biến này rất mỏng manh và có thể hoạt động không chính xác do bị nhiễm bụi, ẩm và do xung tĩnh điện. Nhằm bảo vệ cảm biến này, Apple đã đặt một lớp sa-phia được cắt bằng la-ze ở phía trên.

Có nhiều lý do vì sao Apple chọn sa-phia: loại vật liệu này trong suốt, và do đó sẽ đóng vai trò ống kính cho cảm biến của bạn. Sa-phia cũng rất cứng, và do đó khó có thể bị xước. Nếu nút Home bị xước hoặc mờ, hình ảnh vân tay được gửi đến Touch ID sẽ bị lỗi và do đó cảm biến này sẽ không hoạt động chính xác.

Ngoài ra, Apple cũng thiết kế một vòng tròn bằng thép không rỉ xung quanh nút Home: về bản chất, vòng tròn này là một công tắc điện. Chỉ khi nào bạn đặt ngón tay lên trên, "công tắc" này mới bật Touch ID lên để tránh gây tốn pin vô ích cho iPhone.

Sau khi bạn lưu lại thông tin vân tay lần đầu tiên, iPhone 5s sẽ sử dụng thuật toán để tạo ra thông tin mã hóa về dấu vân tay của bạn. Trong các lần sử dụng tiếp theo, iPhone 5s cũng sẽ sử dụng thuật toán để xem xem liệu dấu vân tay được quét có phải là dấu vân tay của "chính chủ" hay không.

Vì sao Touch ID dễ bị lỗi?

Có rất nhiều lý do có thể khiến quá trình đọc và kiểm tra dấu vân tay của iPhone 5s bị lỗi. Tuy vậy, vấn đề lớn nhất vẫn sẽ là đọc dấu vân tay – một quá trình khá khó khăn.

"Bất kì biện pháp bảo mật sinh trắc học nào cũng cần có hình ảnh độ phân giải cao", CEO Steve Theis của công ty Integrated Biometrics cho biết.

Để đạt được hình ảnh độ phân giải cao, cảm biến đọc vân tay cần có kích cỡ lớn. Kích cỡ cảm biến lớn cho phép đọc dấu vân tay của bạn chính xác hơn, do lượng dữ liệu thu được là nhiều hơn. Tuy vậy, các cảm biến vân tay có kích cỡ lớn sẽ gặp phải 2 vấn đề: Giá cả (nếu sử dụng cảm biến điện dung như Apple) và độ dày (nếu sử dụng cảm biến quang học, một loại công nghệ đọc vân tay phổ biến khác).

Chắc chắn, Apple đã thử nghiệm với nhiều công nghệ khác nhau, song theo đúng tôn chỉ "thiết kế là trên hết", Apple đã lựa chọn một loại cảm biến nhỏ có thể dễ dàng vừa vặn với nút Home.

Apple đã tìm cách "lách" qua vấn đề cảm biến quá nhỏ bằng cách buộc bạn phải lưu lại dấu vân tay tại nhiều vị trí khác nhau, nhờ đó có thể thu được nhiều chi tiết hơn. Trong khi mỗi bức ảnh vân tay thu lại vẫn là khá nhỏ, ghi dấu vân tay nhiều lần giúp nguồn dữ liệu để Touch ID xử lý lớn hơn.

Tuy vậy, khi sử dụng cảm biến nhỏ, khả năng nhận diện chính xác vẫn thấp hơn. Giám đốc điều hành Patrik Lindeberg của Precise Biometrics đưa ra một ví dụ so sánh rất trực quan: nếu bạn có một bức ảnh chụp toàn bộ khuôn mặt của một người, và ai đó đưa cho bạn ảnh chụp một bộ phận như mắt, mũi… bạn sẽ khó có thể nhận diện được xem bức ảnh chụp bộ phận có phải là của khuôn mặt kia hay không. Việc có cảm biến quá bé (chỉ thu được một phần vân tay) khiến tiêu chuẩn đối với thuật toán xử lý trở nên cực kỳ khắt khe.

Điều này dẫn đến một vấn đề khác: Thuật toán xử lý càng nhạy (nhằm giúp hệ thống hoạt động chính xác hơn) thì càng có nhiều trường hợp đúng-nhưng-sai xảy ra (không mở khóa cho dấu vân tay chính xác). Điều này, theo giám đốc kỹ thuật Kevin Luowitz của công ty bảo mật sinh trắc học CLEAR giải thích, sẽ khiến người dùng bị rối loạn. "Thử thách là làm thế nào để cân bằng giữa khả năng nhận diện các dấu vân tay hoàn toàn không hợp lệ hoặc đúng nhưng bị nhận diện sai ở mức chấp nhận được và trải nghiệm người dùng". Vì lý do bảo mật, chắc chắn bạn sẽ muốn tạo ra thuật toán có khả năng nhận diện các dấu vân tay đúng nhưng thường bị nhận diện sai, hơn là các dấu vân tay không hợp lệ.

Thuật toán Touch ID của Apple được thiết kế để "tự học" và tự cải thiện theo thời gian. Với mỗi lần quét dấu vân tay, Touch ID sẽ kiểm tra xem liệu dữ liệu vừa thu được có "tốt" hơn dữ liệu được lưu sẵn hay không. Nếu có, Touch ID sẽ thay thế dữ liệu cũ lưu trên máy. Thuật toán kiểm tra dấu vân tay của Apple có thể được cải thiện hoặc thay thế qua các bản cập nhật iOS.

Touch ID hoạt động không "chuẩn" là do dùng không đúng cách?

Các sai sót trong quá trình sử dụng từ phía người dùng và hiểu biết của họ về sinh trắc học có thể chính là nguyên nhân Touch ID gặp sai sót trong quá trình hoạt động.

"Rất nhiều người trong ngành sinh trắc học chúng tôi cảm thấy rất ấn tượng về những gì Apple đã đạt được với Touch ID", Lindeberg cho biết. "Song, từ phía người dùng, có rất nhiều người chưa từng sử dụng bảo mật sinh trắc học bao giờ cả".

Theo Lindeberg, các sai sót trong quá trình sử dụng Touch ID do người dùng gây ra bao gồm:

- Không chạm tay vào vòng thép bao xung quanh nút Home. Như đã giải thích ở trên, vòng thép này là "công tắc" bật Touch ID.

- Cảm biến hoạt động bằng cách đo sự chênh lệch về điện giữa các đường vân và rãnh trên ngón tay. Nếu tay của bạn quá khô, Touch ID khó có thể thu được hình ảnh chính xác. Vấn đề này có thể sẽ trầm trọng hơn trong mùa khô sắp tới.

- Nếu tay của bạn quá ướt hoặc quá nhiều mồ hôi, Touch ID cũng không thể nhận diện chính xác do các rãnh trên vân tay đã bị lấp đầy.

- Nếu bạn để nút Home bị bám bẩm, hình ảnh thu được cũng sẽ bị ảnh hưởng. Bạn nên sử dụng khăn khô, không có sợi nhỏ để lau nút Home.

Tuổi đời của Touch ID

Nhiều người lo ngại cảm biến của Touch ID sẽ bị hư hỏng theo thời gian, giống như các cảm biến điện dung truyền thống khác. Tuy vậy, Thies cho biết nếu không làm hư hại phần vỏ sa-phia trên nút Home và vòng thép bao quanh, và nếu cảm biến này được che chắn hoàn toàn, tuổi đời của cảm biến sẽ bằng với tuổi đời của thiết bị. Các cảm biến điện dung trước đây thường không được bảo vệ hoặc chỉ được bảo vệ bằng một lớp carbon mỏng, do vậy rất dễ bị hư hại.

Những người dùng bị treo iPhone 5s do các vấn đề của Touch ID có 2 giải pháp để giải quyết vấn đề: Khởi động lại điện thoại hoặc tiến hành lưu thông tin mẫu cho dấu vân tay thêm một lần nữa.

Nhìn chung, cảm biến vân tay không phải là một lĩnh vực mới, song rõ ràng Touch ID là một công nghệ mới trong lĩnh vực này. Khi sử dụng Touch ID, chắc chắn chúng ta sẽ gặp phải nhiều vấn đề - và để giảm thiểu các vấn đề đó, chúng ta cần hiểu cách hoạt động của công nghệ điện dung và các điểm yếu cố hữu của Touch ID để phòng tránh.

Tin liên quan:

Touch ID là gì?

Mỗi Touch ID chỉ tương thích với một chip A7 duy nhất

Lê Hoàng

Theo Wired