Vous l’utilisez peut-être tous les jours, mais savez-vous comment il fonctionne ? Avoir un capteur d’empreinte sur son smartphone est devenu banal. Pourtant, c’est un concert de technologies diverses qui rendent son utilisation possible.

Popularisés par l’iPhone 5S sorti en 2013, les capteurs d’empreintes se sont désormais largement démocratisés sur nos smartphones. Du capteur d’empreintes sur le bouton d’allumage du téléphone, à celui placé sous l’écran, en passant par ceux placés au dos du smartphone, cette technologie est désormais présente sur un bon paquet de téléphones. Il est même possible qu’elle revienne, après des années d’absence, sur les futurs iPhone 14.

Mais derrière cette technologie, en apparence simple, se cachent en fait des trésors d’ingénieries dont le fonctionnement technique est assez méconnu.

Comment ça marche, un capteur d’empreintes ?

Depuis 2013, les capteurs d’empreintes ont beaucoup évolué et se sont beaucoup améliorés, mais le principe de base reste le même.

Pour faire simple, votre téléphone va stocker une « image » de votre doigt sous forme de données numériques. À chaque fois que vous écrasez ensuite votre doigt sur un lecteur d’empreintes, le capteur va comparer les lignes de votre doigt avec celles enregistrées dans la mémoire du téléphone. Si les données correspondent alors votre téléphone se déverrouille, si ce n’est pas le cas, il ne se passe rien.

Sur la plupart des téléphones, la trace de votre empreinte est chiffrée puis stockée sur la mémoire du téléphone. Elle n’est jamais partagée avec une quelconque application ou un quelconque éditeur de logiciel. Chaque application fait appel à la fonctionnalité lecteur d’empreintes embarquée dans le système.

Ces mesures de sécurité ne sont pas infaillibles. Un hacker allemand avait par exemple réussi à copier l’empreinte digitale de Ursula von der Leyen en 2014. Cependant, les capteurs d’empreintes sont généralement préférables aux mots de passe ou au code d’accès, qui sont souvent trop faciles à deviner.

Capteurs d’empreintes optiques versus capteurs d’empreintes ultrason

Aujourd’hui, les constructeurs de smartphones emploient majoritairement deux technologies quand il s’agit d’intégrer un capteur d’empreintes sur leurs mobiles : les capteurs d’empreintes optiques et les capteurs d’empreintes à ultrason.

  • Les capteurs optiques sont en général moins précis que les capteurs à ultrason, mais ils sont aussi moins chers. C’est eux qu’on retrouve sur la plupart des smartphones, à part sur les ultras haut de gamme. Ces capteurs vont en quelque sorte prendre une « photo » ultra haute résolution de votre doigt qui permettra de déceler les crêtes et les vallées de vos empreintes. Cette photo 2D sera ensuite comparée à celle enregistrée sur la mémoire du téléphone pour valider, ou non, la correspondance. C’est via cette technologie que les capteurs d’empreintes se sont démocratisés sur nos smartphones.
Vue éclatée du capteur d’empreintes de l’iPhone 5S // Source : Apple
  • Les capteurs d’empreintes à ultrasons, eux, coutent plus cher, mais offrent une plus grande précision et une meilleure sécurité. On retrouve ces composants-là sur les derniers Galaxy S de Samsung notamment. Leur fonctionnement est un peu différent des capteurs optiques. Ces lecteurs d’empreintes vont envoyer une série d’ondes sur la surface du doigt pour créer une sorte de « carte » 3D de votre empreinte digitale. Cela leur permet d’être plus précis qu’une simple photo en 2D. Ils sont aussi plus sécurisés, car ils sont capables de « voir » la circulation sanguine et ne peuvent donc pas être trompés avec un doigt factice.

Deux entreprises se divisent plus ou moins le marché. Goodix pour les capteurs d’empreintes optiques et Qualcomm pour les capteurs d’empreintes à ultrason.

Et les capteurs d’empreintes sous l’écran ?

Les smartphones qui utilisent un capteur d’empreintes sous l’écran utilisent aussi ces technologies. Les capteurs d’empreintes optiques, comme les capteurs d’empreintes à ultrasons, sont capables de se faufiler entre les pixels de votre écran pour venir scanner votre empreinte. Pour aider les capteurs optiques à capturer la meilleure image possible, l’écran va d’ailleurs produire de la lumière pour faire en sorte que le dessin de votre empreinte digitale soit bien visible.

De plus en plus de smartphones placent leurs capteurs d’empreintes sous l’écran. Cela offre deux avantages indéniables par rapport aux capteurs traditionnels : ils ne prennent pas de place sur la face avant (laissant plus d’espace à l’écran) et peuvent être utilisés même lorsque le téléphone est posé sur une table (contrairement aux capteurs d’empreintes placés au dos du smartphone).

Cette implémentation étant par contre encore assez neuve, il n’est pas rare que ces capteurs connaissent des petits défauts de jeunesse et mettent un peu plus longtemps à réagir que les solutions « traditionnels ». Mais à moins d’avoir l’œil collé sur son téléphone, la différence est minime.

Le capteur d’empreintes du Galaxy S20 (gauche) et du S21 Ultra (droite). La taille plus importante permet plus de confort dans le placement du doigt // Source : iFixit

Tous les capteurs d’empreintes ne se valent donc pas, que ce soit au niveau de la technologie ou de la sécurité qu’ils offrent. Ces solutions peuvent aussi connaitre des déboires logiciels, comme l’a prouvé le Pixel 6. Selon Google, le téléphone utilise « des algorithmes de sécurité améliorés » qui peuvent mettre plus longtemps à déverrouiller votre téléphone (une seconde, pour déverrouiller un téléphone, ça peut être très long). Il y a donc aussi des défis logiciels à résoudre pour créer une véritable authentification biométrique efficace.

Ces technologies sont toutes amenées à évoluer, s’améliorer et à devenir plus abordable. D’ici quelques années, on verra probablement des capteurs d’empreintes rapides et efficaces sous l’écran de la plupart de nos mobiles. La sécurité de vos données n’en sera qu’améliorée.

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