Touch ID — биометрическая система Apple¶

Touch ID — система биометрической аутентификации компании Apple, основанная на сканировании отпечатка пальца. Впервые представлена в 2013 году в смартфоне iPhone 5s, позднее интегрирована в кнопку «Home» планшетов iPad, ноутбуков MacBook и в кнопку питания ряда моделей MacBook Air. Система используется для разблокировки устройства, подтверждения покупок в App Store и iTunes, авторизации в банковских приложениях и подтверждения платежей Apple Pay.

¶Принцип работы

Touch ID построен на ёмкостном сенсоре (капацитивном сканере), который считывает не фотографию пальца, а электрическую карту рельефа кожи. Датчик состоит из множества микроёмкостей: при касании пальца расстояние между кожей и каждым элементом массива меняется, что формирует цифровое изображение отпечатка. Толщина сенсорного кольца — около 170 мкм, разрешение — 500 точек на дюйм (ppi), что соответствует стандарту FBI для идентификации.

Для распознавания используется алгоритм, который выделяет уникальные особенности рельефа — завершения линий (ridge endings), разветвления (bifurcations) и поры. В базу данных устройства могут сохраняться до пяти отпечатков. Шифрование выполняется аппаратно: математическая модель отпечатка хранится в защищённом хранилище Secure Enclave — отдельном процессоре с собственной областью памяти, недоступной основной системе. Сами изображения отпечатков на устройство не записываются, хранится только криптографическая модель.

¶История

Разработка Touch ID связана с приобретением Apple в 2012 году компании AuthenTec, специализировавшейся на сканерах отпечатков. Технология была впервые показана 10 сентября 2013 года при презентации iPhone 5s. Первоначально Touch ID поддерживал только разблокировку и авторизацию в iTunes Store; в 2014 году с выходом iOS 8 и iPhone 6 система получила открытый программный интерфейс Touch ID API, что позволило сторонним разработчикам (банкам, сервисам) использовать биометрию для авторизации. В 2014 году с выходом iPhone 6 и 6 Plus Touch получил поддержку платежей Apple Pay.

В 2017 году Apple отказалась от Touch ID в флагманской линейке iPhone X, заменив его системой распознавания лица Face ID. Однако кнопка «Home» со сканером оставалась в бюджетных моделях iPhone SE, а также в iPad и MacBook. В 2018–2020 годах Touch ID был интегрирован в кнопку питания MacBook Air и MacBook Pro с Apple Silicon, а в 2020–2021 годах — в iPad Air и iPad mini.

¶Устройство и реализация

Сенсор покрыт сапфировым стеклом, устойчивым к царапинам, окружённым титановым кольцом, которое служит для обнаружения касания и запуска сканирования. В iPhone 5s и более поздних моделях кнопка «Home» не является механической: определение нажатия выполняется с помощью тактильного двигателя Taptic Engine.

¶Безопасность

Apple заявляет, что вероятность ложного срабатывания (когда отпечаток другого человека будет принят за свой) составляет 1:50 000, а вероятность ложного отказа — 1:1000. Модель отпечатка не покидает устройство и не синхронизируется с iCloud. При пяти неудачных попытках сканирования система требует ввода пароля; после шестой неудачной попытки Touch ID блокируется на минуту. Сенсор работает с влажными и сухими пальцами, однако Apple рекомендует регистрировать несколько пальцев одной руки для повышения надёжности.

¶Критика и ограничения

В 2015 году исследователи из Chaos Computer Club продемонстрировали обход Touch ID, восстановив отпечаток пальца с высокого разрешения фотографии и создав латексный слепок. Apple в ответ указала, что для успешной атаки требуется фотография разрешением 2400 точек при освещённости 2400 люкс, а также физический контакт с устройством. Отдельную критику вызывает юридический аспект: в ряде юрисдикций отпечаток пальца, в отличие от пароля, не защищён привилегией против самоизобличения, и правоохранительные органы могут требовать принудительного сканирования пальца.

¶Смежные технологии

Конкурентом Touch ID является система Windows Hello в ОС Windows, использующая сканеры отпечатков различных производителей, а также технология Samsung Knox и Android Biometric API в экосистеме Android. В 2017 году Apple представила Face ID — трёхмерную систему распознавания лица, построенную на структурированном свете и инфракрасной камере TrueDepth, которая частично заменила Touch ID в старших моделях iPhone.

¶Источники

• Apple. Техническая документация Touch ID
• Документация разработчика Apple (Local Authentication Framework)
• Chaos Computer Club. Отчёт о взломе Touch ID, 2013
• Обзоры iPhone 5s, iPhone SE, MacBook Air (2018—2022), iPad Air