手機生物識別安全認證系統簡介[一] 指紋識別
農步祥 于 2017.11.02 05:45:17 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創
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對于蘋果手機的忠實用戶或擁躉來說,11月3日是值得期待的日子,這一天iPhoneX即將正式發貨,這也是蘋果首個取消Home按鍵的全面屏設計手機,由于iPhone的Home鍵集成了TouchID的指紋傳感器和認證系統,那么要如何解決指紋解鎖和支付的問題?蘋果給出的解決方案是選擇徹底顛覆,徹底取消了指紋識別系統,轉變為通過人臉識別的FaceID。 在手機支付成為主流的國內,這無疑成為iPhoneX最受關注的安全和技術焦點。

FaceID是一種結合多種圖像識別、3D圖像、生物識別以及人工智能技術的身份認證系統,和傳統的人臉識別技術有緊密聯系,也有著很大的不同。在了解這一顛覆性的技術前,我們將通過兩篇文章來簡要回顧一下智能手機出現過的生物識別系統和它們的優缺點,側面了解蘋果為何選擇啟用FaceID技術。而我們將從現在最流行的指紋識別起步。

手機指紋識別系統的發展史

制造商=SONY;型號=K550I;焦距=0毫米;光圈=F2.8;測光模式=單點;感光度=ISO200;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/8秒;場景類型=標準;日期=2009.10.21 11:09:43;鏡頭=手動

指紋是人類最獨特的生物資訊之一,至今為止尚未發現過兩個人擁有相同指紋。因此在很早的古代就被用于身份辨識、印章、犯罪偵查等應用。在數字時代,指紋識別裝置則是通過各類傳感器讀取指紋,將指紋資訊收集為模板數據存儲為特定數據,以用于比對。諸位被各類企事業單位和私企老板壓榨的工人階級們,上班打卡所用的指紋機就是通過CCD來獲得指紋的可見光數據的。

既然使用的是CCD,對于能拍照的手機來說,加個指紋識別在技術上并不是難事,從90年代起,歐美和日本手機品牌就推出過許多支援指紋識別的功能型手機。2011年,摩托羅拉推出的MB860則被認為是第一款支援指紋識別的智能手機。

制造商=CANON;型號=CANON EOS 400D DIGITAL;焦距=60毫米;光圈=F5.6;測光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/8秒;曝光程式=光圈優先;場景類型=標準;日期=2009.10.23 08:24:53

蘋果在2012年收購了指紋裝置生產商AuthenTec,而TouchID指紋識別則是從2013年的iPhone 5S開始加入的,和主頁鍵結合的設計一開始便帶來了驚艷。當時Android陣營如日中天的三星和HTC,則相應選擇了Synaptics旗下的Validity方案,不過最早在三星Galaxy S5上所采用的指紋識別感應器需要通過手指劃動操作識別,精度和便利性均遠不如蘋果TouchID。

2014年這一年間OPPO、vivo、華為等國產手機廠商也迅速跟進,部分廠商采用的則是來自瑞典FPC公司的指紋識別方案,被OPPO N3和華為Mate 7等機型使用。由于當時FPC方案的傳感器面積較大,不適合放在實體按鍵上,因此放在了背部。魅族的MX4Pro則采用的是來自國內的匯頂科技[Goodix],實現了和iPhone相同的主頁鍵按壓式指紋識別感應方式。Synaptics、FPC和匯頂也是目前較為主流的智能手機指紋識別方案供應商。

指紋識別如果只用來解鎖裝置,也并沒有比輸入4位數字PIN密碼快多少。真正讓手機指紋識別系統被廣泛接受和使用的,則是手機錢包和移動支付,2014年末,Apple Pay和支付寶正式支援指紋支付,2015年6月,微信也加入了指紋支付支援。通過指紋識別,用戶也不再需要每次付款時輸入長密碼了。

手機指紋識別感應技術類型

手機采用的指紋識別系統通常是多種感應器組合使用,在大體上分為三種類型:

光學型:通過CCD等感光元件獲得指紋的數字圖像資訊是最常用的指紋識別技術。也最早在手機上應用。但圖像識別對于手指出現臟污、傷痕時正確識別率會急劇下降,另外CCD較為脆弱,容易被手上帶的靜電打穿而損壞。

超聲波:超聲波型是通過特定特定裝置發出高頻率聲波,再用特定的感應器接受指紋對超聲波的反射訊號,由于指紋是3D的,因此可以根據指紋紋理凹凸帶來的聲波反射數據獲得相應的指紋特征數據。超聲波識別同樣對手指的清潔度有較高的要求,另外感應器表面磨損痕跡造成的坑洼也會影響聲波反射,導致識別率降低。手機上超聲波指紋識別技術目前的主推者為高通。

電容型:電容型指紋識別是利用指紋的立體特性使用畫素感應器來測量畫素區,對比皮膚層和傳感器層原件的電壓和參考電壓,生成指紋的電資訊圖像。由于獲取的是電資訊,這對于皮膚的清潔程度要求降低。這也是目前較為主流的手機指紋識別系統,蘋果的TouchID、匯頂正是使用了電容型。

另外,手機上的指紋識別系統還需要配合紅外、熱能感應器來識別生物訊號,避免被偽造指紋和假手指等方式破解。

總結和展望

對于絕大多數手機用戶來說,無論是熒幕解鎖或移動支付,如果每次都要輸入密碼是非常麻煩的事情,在公共場合的眾目睽睽之下也存在安全隱患。 Apple Pay、支付寶和微信等移動支付應用,使得指紋識別成為智能手機的標配功能。盡管一開始存在識別率差、易被破解的缺點,也出現過許多奇葩而且糟糕的設計,但隨著硬體技術和軟體算法的完善,手機指紋識別的速度、準確率也在逐年進步,使用體驗良好,而且體積也越來越小,甚至可以放在機身側面。

指紋識別除了硬體方案的差異,在應用層上也處于標準之爭,自成體系的蘋果自然沒有問題。但是在Android陣營,微信的指紋支付只能支援部分機型。這是由于微信和支付寶使用了私有的指紋識別API接口,而且和谷歌推行的原生Android API無法兼容。這導致使用原生Android系統非國產手機無法使用支付寶和微信的指紋識別。另外,盡管手機的指紋識別只是相當于一個秘鑰,支付寶等網路應用并不會收集用戶的指紋,但手機記憶體儲的指紋數據依然會有泄漏的風險,使用非加密檔案系統的非原生Android系統手機更是如此,和密碼一樣,指紋識別并不會讓手機變得更安全,用戶仍然需要注意保護個人隱私甚至是指紋數據本身所涉及的安全隱患。

從今年開始,隨著全面屏設計成為新上市手機的流行趨勢,原本跟隨主頁鍵的指紋識別去留成了問題。在機身背面“開天窗“成了Android手機普遍的解決方式。但背面放置始終沒有前置的方便,后蓋開洞也被認為是破壞了手機的工業設計和美感。面對新的市場需求挑戰,國內的匯頂科技在今年展示了屏下指紋感應和AMOLED熒幕集成方案,實際產品將會在明年上市。而蘋果為了保持技術領先,則選擇了全新的道路。

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IOS電源鍵本來就已經不存在,除了關機要用
森泃妏蚚Win10枑蝠
發表于2017.11.07 15:49:04
30
171.082.210.***
171.082.210.***
發表于2017.11.06 14:22:08
29
指紋識別如果只用來解鎖裝置,也并沒有比輸入4位數字PIN密碼快多少。這個,在安卓,指紋是可以直接解鎖亮屏的,超級方便呀,現在安卓幾乎可以忘記電源鍵了。
發表于2017.11.06 09:48:14
28
101.224.***.***
101.224.***.***
第二代改Time of Flight
此帖使用Win10提交
發表于2017.11.05 11:13:19
27
113.068.016.***
113.068.016.***
發表于2017.11.04 20:47:26
26
140.243.***.***
140.243.***.***
做為一個光棍,我連圖案鎖屏都沒用,說真的,就一個人要鎖誰呢?
此帖使用MI 5提交
發表于2017.11.04 19:56:18
25
223.072.068.***
223.072.068.***
發表于2017.11.04 18:41:59
24
123.152.***.***
123.152.***.***

此帖使用HTC U-3W提交
發表于2017.11.04 04:05:10
23
不知道的可以去百度下榮耀7i
發表于2017.11.03 14:54:05
22

此帖使用MAC提交
發表于2017.11.03 13:27:40
21
感覺目前安全性上還是存在問題!
發表于2017.11.03 12:37:30
20
不得不說一下某品牌手機,做在背面,食指只要觸摸到解碼那一小塊,立馬亮屏解鎖.......根本不需要用力,相比其他一些手機,非要按一下,太反人類了
發表于2017.11.03 11:53:51
19
171.010.***.***
171.010.***.***
都是投射紅外結構光,紅外攝像頭即使純黑也可以使用。說來什么時候小姐姐這個詞匯也被污名化了,老鴇給小姐盤賬時用的是windows電腦就可以說你用的是老鴇機?
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發表于2017.11.02 23:38:05
18
171.010.***.***
171.010.***.***
我是手汗很多的人,解鎖幾率接近100%
此帖使用iPhone提交
發表于2017.11.02 23:21:07
17
112.096.***.***
112.096.***.***
像我這種以前不設鎖屏密碼的人來說,指紋解鎖依舊是麻煩的,尤其手濕一點就完全沒法用這個簡直抓狂
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發表于2017.11.02 22:47:27
16
027.009.***.***
027.009.***.***
微軟家的Surface也用面部識別進行Windows Hello生物特征認證。由于有紅外攝像頭,即便周圍一篇漆黑依然可以秒速解鎖。
此帖使用Windows Phone提交
發表于2017.11.02 22:45:37
15
113.140.***.***
113.140.***.***
我到現在好像就見過大法是把指紋模塊放側面的,不過大法系統比較接近原生,的確用不了支付寶的指紋識別呢,另外匯頂那個...希望mx7或pro8能用上吧...
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發表于2017.11.02 20:04:55
14
我覺得屏下指紋識別加人臉識別兩個都有就完美了
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發表于2017.11.02 16:12:56
13
并不只是可見光檢測,還有其紅外檢測,
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pssunsun修改此貼于2017.11.02 16:02:36
發表于2017.11.02 16:01:29
12
220.173.***.***
220.173.***.***

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發表于2017.11.02 15:00:23
11
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