Miglioramento della sicurezza dell'autenticazione biometrica sotto la luce dei punti quantici

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 794 (2023) Citare questo articolo

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Abbiamo migliorato la sicurezza dell'autenticazione biometrica utilizzando il doppio riconoscimento basato sul rilevamento dell'immagine delle impronte digitali e sul rilevamento del cambiamento della temperatura cutanea sotto i display QLED (Quantum Dot Light-Espiring Diode). I QLED sono più vantaggiosi dei diodi organici a emissione di luce (OLED) in termini di classificazione del contrasto di modelli come quelli nel riconoscimento delle impronte digitali, a causa della loro larghezza completa ridotta a metà massimo. In questo lavoro, la luce diffusa, trasmessa e riflessa è stata catturata dalla parte superiore del QLED, migliorando la luminanza digitale del 25%, rispetto a quella degli OLED, perché gli spettri di elettroluminescenza del QLED erano sostenuti, mentre quelli dell'OLED erano distorti dai picchi di rumore generati. Per rilevare le impronte digitali umane è stato implementato un QLED con otto aperture di dimensioni fino a decine di micrometri, che imitano l’effettiva struttura del cablaggio degli smartphone in commercio. Il QLED che utilizza ossido di grafene ridotto come sensore di temperatura ha rilevato variazioni di temperatura istantaneamente al tocco delle dita, mostrando una risposta di temperatura del 2% in base alla temperatura del corpo umano; tuttavia, la variazione di temperatura è stata inferiore allo 0,1% per le impronte digitali contraffatte stampate su carta. Pertanto, questo studio ha migliorato con successo la sicurezza dell’autenticazione biometrica, attraverso il riconoscimento delle impronte digitali basato sul rilevamento delle immagini utilizzando un sistema ottico con aperture micrometriche e rilevamento della temperatura cutanea sotto i display QLED.

Recentemente, le transazioni finanziarie e gli acquisti online tramite dispositivi mobili sono aumentati notevolmente.1,2,3 L'importanza dell'autenticazione biometrica nei dispositivi mobili è aumentata grazie alla sua eccellente sicurezza e praticità.4,5,6 Smartphone prodotti in serie come Samsung Galaxy, lanciato nel 2020, utilizza il riconoscimento ottico delle impronte digitali sullo schermo.7,8 Le transazioni finanziarie e gli acquisti su smartphone richiedono tecnologie di autenticazione come numeri di sicurezza e impronte digitali per prevenire lo spoofing e la falsificazione delle impronte digitali.9,10 Tuttavia, utilizzando solo il metodo di autenticazione aumenta la possibilità di spoofing del sistema finanziario sugli smartphone.11 Per risolvere questo problema, si prevede che la doppia autenticazione biometrica delle immagini e il rilevamento della temperatura miglioreranno la sicurezza dell’autenticazione sugli smartphone.

I display a diodi organici a emissione di luce (OLED) sono stati utilizzati come pannello di visualizzazione principale negli smartphone mobili grazie alle loro eccellenti prestazioni, tra cui un'ampia gamma di colori, rapporti di contrasto elevati, tempi di risposta rapidi e flessibilità.12,13,14,15 ,16 Tuttavia, l'ampio spettro FWHM (intera larghezza-metà massimo) degli spettri di elettroluminescenza (EL) degli OLED presenta difetti come sorgente luminosa appropriata per il riconoscimento delle impronte digitali in base alla riflettanza della pelle; questo perché gli spettri EL con un FWHM ampio possono facilmente cambiare quando la sorgente luminosa interagisce con la pelle umana.17 I diodi emettitori di luce (LED) inorganici hanno un FWHM estremamente stretto; tuttavia, è difficile fabbricare display inorganici autoemittenti basati su LED senza filtri colorati per smartphone mobili. In alternativa, i diodi emettitori di luce a punti quantici (QLED) offrono gli stessi vantaggi degli OLED e possiedono anche un FWHM estremamente stretto.18,19,20 Utilizzando una sorgente luminosa QLED, è possibile ottenere dati più chiari sulle impronte digitali anche dopo la diffusione da un dito , aumentando così la precisione del rilevamento delle impronte digitali. Tuttavia, finora solo pochi studi hanno indagato il riconoscimento delle impronte digitali basato su sorgenti luminose QLED. L'ossido di grafene ridotto (rGO) ha ricevuto notevole attenzione grazie alla sua elevata conduttività e lavorabilità in soluzione.21,22,23 Inoltre, rGO ha un'elevata sensibilità e una rapida velocità di risposta ai cambiamenti di temperatura, come mostrato nella Tabella S1 in Informazioni supplementari e può essere prodotto a basso costo rispetto al platino, all'oro e all'argento, che sono ampiamente utilizzati come tipici sensori di temperatura.24,25,26 Di conseguenza, rGO può essere un materiale efficace per l'applicazione di sensori di temperatura.27