Cơ cấu làm việc của Touch ID vừa nhanh vừa an toàn

Ai xài qua cảm biến vân tay Touch ID của iPhone 5s chính hãng đều sẽ công nhận máy đọc vân tay rất nhanh, mở khóa (hoặc từ chối) gần như ngay lập tức trong khi vẫn có thể đảm bảo được tính an toàn và bảo mật rất cao. Tại sao mỗi cảm biến Touch ID chỉ có thể làm việc với một con chip A7 duy nhất? Qua thông tin từ hai bằng sáng chế mà Apple nộp lên từ hồi tháng 3 năm nay, người ta đã phần nào giải thích được các vấn đề trên.

Tại sao 1 cảm biến Touch ID chỉ "chơi" với 1 con chip A7 của máy đó?
Bởi vì bên trong mỗi con chip A7 được chia ra làm ít nhất hai phần: "Secure Enclave Processor" (SEP) và "Application Processor" (AP). Trong đó, AP là khu dùng để xử lý các tác vụ thông thường của máy, còn SEP chính là khu vực chuyên dùng để lưu trữ các bản đồ vân tay mà iPhone quét được của người chủ. SEP tuy nằm hẳn bên trong chip A7 nhưng nó không hề liên kết với bất cứ một thành phần nào khác của máy ngoại trừ cảm biến Touch ID. Bạn có thể tưởng tượng chip A7 là một nhà tù còn SEP giống như một căn phòng biệt giam cực kỳ nghiêm ngặt chỉ có thể mở được từ một chiếc chìa khóa, thông tin bên trong SEP sẽ không được tải lên máy chủ Apple, không lên iCloud cũng như chia sẻ cho bất kể lập trình viên nào. Touch ID chính là chiếc chìa khóa, là con đường duy nhất nối tới SEP để trao đổi và so sánh dữ liệu vân tay. Tuy điều này không thể giải thích 100% câu hỏi trên nhưng nó cũng phần nào giúp chúng ta biết được cách mà nó đang hoạt động.

Cơ cấu làm việc của Touch ID
Khi lần đầu quét vân tay với Touch ID, cảm biến này sẽ không lưu trữ vân tay dưới dạng hình ảnh mà là dưới dạng biểu đồ (với các cột nhọn nhấp nhô giống như nhịp tim), đồng thời tạo ra thêm một biểu đồ mini dựa trên biểu đồ chính, có độ phân giải thấp hơn nhưng chứa được các điểm và thông tin quan trọng mang tính duy nhất của biểu đồ lớn. Sau đó máy sẽ lưu trữ biểu đồ vào bên trong SEP, đồng thời mã hóa nó lại. Lý do máy không lưu biểu đồ vân tay vào trong AP đó là do AP không được mã hóa, kẻ xấu có thể sẽ truy cập vào khu vực này, lấy cắp thông tin từ đó để giả mạo dấu vân tay. Còn nếu lưu vào khu biệt lập SEP đã được mã hóa thì cơ hội đánh cắp thông tin gần như bằng không.

Nói về biểu đồ mini này, tuy nó có độ phân giải thấp hơn nhưng lại chứa toàn những dữ liệu quan trong nhất của một dấu vân tay, nó đủ dữ liệu để loại bỏ bớt các vân tay không đúng cũng như xác thực đúng vân tay của chủ sở hữu chiếc máy.

Mỗi lần quét vân tay để mở khóa, Touch ID sẽ vẽ lại biểu đồ của ngón tay đó, tạo biểu đồ mini và dùng sức mạnh của AP để so sánh với biểu đồ chủ được lưu trong SEP. Nguyên nhân tại sao lại so sánh biểu đồ mini chứ không phải biểu đồ lớn là do hai yếu tố:
Thứ nhất: biểu đồ mini vẫn chứa đủ các thông tin quan trọng để xác thực.
Thứ hai: biểu đồ mini có độ phân giải thấp nên tiết kiệm được thời gian xử lý của chip. Đó là lý do tại sao iPhone 5s có thể đọc dấu vân tay gần như nhanh tức thì. Bạn cứ tưởng tượng đem những con chip SoC ngày nay (với sức mạnh xử lý được cả game 3D hàng chục khung hình mỗi giây) đi so sánh hai cái biểu đồ mini độ phân giải thấp thì sẽ biết.
5s cho phép bạn quét ngón tay ở nhiều vị trí tư thế khác nhau, nếu chỉ so sánh bằng hình ảnh vân tay (mà không so bằng biểu đồ) thì chắc chắn sẽ gặp không ít khó khăn trong việc so sánh hai hình ảnh khác nhau cũng như tiêu tốn nhiều thời gian để xử lý hơn. Còn so sánh bằng biểu đồ thì dù cho hình ảnh vân tay quét được khác nhau nhưng Touch ID vẫn có thể tạo ra các biểu đồ mini với những đặc điểm chung nhất của vân tay đó và dễ dàng so sánh với biểu đồ lưu trong SEP.

Wayne Westerman, Byron Han và Craig Marciniak chính là những tác giả của bằng sáng chế này, bằng được nộp lên cơ quan hồi tháng 3/2013. Trong đó, Wayne là người phát minh chính, đồng thời ông cũng là một trong những nhà phát minh ra công nghệ cảm ứng đa điểm vào năm 1998, sau đó Apple đã mua lại công ty Fingerworks và công nghệ này của Wayne vào năm 2005 và đem nó lên chiếc iPhone thế hệ đầu tiên vào năm 2007. Mở màn cho thời kỳ điện thoại cảm ứng đa điểm như ngày nay.

Theo Macrumors