引言

iPhone 5s 上市以來(lái)的持續(xù)熱銷也讓Touch ID（指紋識(shí)別技術(shù)）愈加深入人心。在目前的數(shù)碼產(chǎn)品尤其是智能手機(jī)的解鎖方式中，"數(shù)字+字母"的組合密碼、滑屏解鎖和圖案解鎖是最為常用的幾種方式。但這些傳統(tǒng)的密碼存在一個(gè)明顯的問(wèn)題，密碼強(qiáng)度和安全系數(shù)成正比，和可記憶程度成反比。用戶如果想提高密碼被破解的難度性就必須要有足夠復(fù)雜的組合密碼，這也意味著難于記憶。對(duì)于每天被高頻率打開屏幕使用的智能手機(jī)，每次都要輸入密碼的體驗(yàn)也不佳。而iPhone 5s的Touch ID則大大減輕了這一不適感，用戶將手指放在主屏按鈕上就能解鎖手機(jī)。而通過(guò)Tocuh ID讓我們?cè)僖淮沃匦抡J(rèn)識(shí)了一個(gè)并不算新的技術(shù)——指紋識(shí)別技術(shù)。

Touch ID 指紋傳感器終現(xiàn)身

2011年10月蘋果新推出了iPhone 4S，盡管外形與iPhone 4相似，但是它新增了一項(xiàng)特別功能--虛擬語(yǔ)音助手Siri，這款新設(shè)備很快就吸引了眾多消費(fèi)者的青睞。兩年之后的今天，蘋果發(fā)布了iPhone 5S，它又新增一項(xiàng)特別功能--指紋識(shí)別傳感器Touch ID。

整個(gè)指紋掃描系統(tǒng)包括扁平的藍(lán)寶石晶體、不銹鋼檢測(cè)圈以及指紋掃描陣列，它們?nèi)颊显?iPhone 5S 的 home 鍵中。蘋果在發(fā)布會(huì)上對(duì)這個(gè)指紋傳感器的定位就是：一種新的更智能的方法來(lái)保護(hù)用戶 iPhone 安全。

Home 鍵整合了一個(gè) 500ppi 傳感器，可從不同角度掃描用戶皮膚表層，生成一個(gè)非常詳細(xì)的三維指紋圖。據(jù)蘋果介紹，這項(xiàng)技術(shù)可以識(shí)別多個(gè)指紋，也就是說(shuō)特定的用戶可獲得特定授權(quán)。

"所有指紋數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)加密，并保存在一個(gè)安全的地方中，任何人或軟件都無(wú)法訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，它們也不會(huì)被上傳到蘋果服務(wù)器或備份到 iCloud 中。"

這個(gè)新的傳感器將能擴(kuò)大iPhone在移動(dòng)電子商務(wù)中的使用范圍。Touch ID 既可以充當(dāng)解鎖設(shè)備密碼的角色，它也可以授權(quán)用戶在 iTunes 中購(gòu)買。另外它可識(shí)別不同指紋的功能意味著它具有支持多用戶的特性。

新專利解釋指紋識(shí)別傳感器如何工作

蘋果在專利中提到了在Home鍵周圍配置感應(yīng)性光環(huán)，當(dāng)檢測(cè)到用戶手指時(shí)就會(huì)亮起，用戶也能很快知道自己的指紋是否正在被掃描而無(wú)需點(diǎn)按Home鍵。這種在Home鍵周圍配置光環(huán)的方法與之前泄露的iPhone 5S包裝上的圖片很像。這意味著iPhone 5S的Home鍵很有可能將方形圖案去掉，并在周圍配置灰色圓環(huán)。

就像iPhone觸控屏一樣，Home鍵周圍的光環(huán)也是感應(yīng)性的，當(dāng)手指靠近時(shí)就能檢測(cè)到。
（詳情）

指紋識(shí)別知多少？

指紋識(shí)別系統(tǒng)

指紋識(shí)別技術(shù)是通過(guò)取像設(shè)備讀取指紋圖像，然后用計(jì)算機(jī)識(shí)別軟件提取指紋的特征數(shù)據(jù)，最后通過(guò)匹配識(shí)別算法得到識(shí)別結(jié)果，以確定指紋所有人身份的生物特征識(shí)別技術(shù)。

指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)保存、特征值的比對(duì)與匹配等過(guò)程。

首先，通過(guò)指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像，并對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更清晰。然后，指紋辨識(shí)算法建立指紋的數(shù)字表示——特征數(shù)據(jù)，兩枚不同的指紋不會(huì)產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)點(diǎn)，也就是哪些指紋紋路的分叉點(diǎn)或末梢點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)通常稱為模板。最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似度，得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。

目前所用的指紋圖像采集設(shè)備，基本上基于三種技術(shù)基礎(chǔ)：光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體硅技術(shù)、超聲波技術(shù)。

光學(xué)指紋采集技術(shù)原理

它的取向依據(jù)是光的全反射原理。當(dāng)一束光照射放在玻璃平臺(tái)上的手指時(shí)，這束光的反射光被圖像傳感器所感應(yīng)，反射光的屬性與手指的脊線、谷線之間的深度以及玻璃、皮膚之間的油脂、水分層相關(guān)。光線經(jīng)玻璃射到"谷"的地方后在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射，光線被反射到CMOS傳感器；射在"脊"的光線不發(fā)生全反射，二是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在CMOS上形成了指紋圖像。

指紋傳感器分類

指紋傳感器按傳感原理，即指紋成像原理和技術(shù)，分為光學(xué)指紋傳感器、半導(dǎo)體電容傳感器、 半導(dǎo)體熱敏傳感器、半導(dǎo)體壓感傳感器、超聲波傳感器和射頻RF傳感器等。

目前指紋傳感器只要分為兩類，同時(shí)也是較為常見的指紋傳感器：光學(xué)指紋傳感器和半導(dǎo)體指紋傳感器。

光學(xué)指紋傳感器
光學(xué)指紋傳感器：借助光學(xué)技術(shù)采集指紋是歷史最久遠(yuǎn)、使用最廣泛的技術(shù)，主要是利用光的折攝和反射原理，將手指放在光學(xué)鏡片上，手指在內(nèi)置光源照射下，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會(huì)不一樣。用棱鏡將其投射在電荷耦合器件上CMOS或者CCD上，進(jìn)而形成脊線（指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線）呈黑色、谷線（紋線之間的凹陷部分）呈白色的數(shù)字化的、可被指紋設(shè)備算法處理的多灰度指紋圖像。

半導(dǎo)體指紋傳感器
半導(dǎo)體指紋傳感器：這類傳感器，無(wú)論是電容式或是電感式，其原理類似，在一集成有成千上萬(wàn)半導(dǎo)體器件的"平板"上，手指貼在其上與其構(gòu)成了電容（電感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸點(diǎn)處和凹點(diǎn)處接觸平板的實(shí)際距離大小就不一樣，形成的電容/電感數(shù)值也就不一樣，設(shè)備根據(jù)這個(gè)原理將采集到的不同的數(shù)值匯總，就完成了指紋的采集。

常見固態(tài)指紋傳感器

目前市場(chǎng)上有兩種固態(tài)指紋傳感器：第一種是單次觸摸型傳感器，要求手指在指紋采集區(qū)進(jìn)行可靠的觸摸；第二種是劃擦型傳感器，則需要用手指在傳感器表面擦過(guò)，傳感器會(huì)采集一套特定的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行快速分析和認(rèn)證。

指紋識(shí)別優(yōu)越性

每個(gè)人的指紋是獨(dú)一無(wú)二，我們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征，這足以說(shuō)明指紋識(shí)別是一個(gè)更加可靠地鑒別方式；
·每個(gè)人的指紋是相當(dāng)固定的，很難發(fā)生變化；
·便于獲取指紋樣本，易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)；
·可以利用多個(gè)指紋構(gòu)成多重口令，提高系統(tǒng)的安全性，又不增加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)；

了解更多

Touch ID是否好用?

Touch ID（指紋識(shí)別）也許是iPhone 5S中最搏人眼球的新功能。盡管，這一功能早已應(yīng)用在軍政、商務(wù)等領(lǐng)域。就算是在移動(dòng)智能機(jī)行業(yè)里，iPhone 5S也并不是第一個(gè)吃螃蟹的人。早在2011年，摩托羅拉的Atrix 4G中，就帶有指紋識(shí)別功能。不久之前，東芝也在日本發(fā)售的一部智能機(jī)中，加入了Authen Tec傳感器。不過(guò)，很可惜的是，以上這兩部手機(jī)，都沒(méi)有因?yàn)榧尤肓怂^的指紋識(shí)別技術(shù)，而受到市場(chǎng)的青睞。至于為何該功能只是曇花一現(xiàn)？無(wú)非就是三個(gè)字——不好用。那么Touch ID是否好用呢？

Tohch ID怎么用？

iPhone 5s開機(jī)引導(dǎo)里自動(dòng)會(huì)跳出Tohch ID的設(shè)置項(xiàng)，一路跟著按手印就可以了。由于采用了精度高達(dá)500 ppi的感應(yīng)器，iPhone 5s能夠大角度掃描指紋。所以使用時(shí)，我們無(wú)需做出什么特定動(dòng)作，只要點(diǎn)量屏幕的情況下用設(shè)置過(guò)的手機(jī)輕觸Home鍵即可識(shí)別，對(duì)就這么簡(jiǎn)單。

設(shè)置過(guò)程很"傻瓜"

值得一提的是，你可以設(shè)置最多5個(gè)手指，也就是說(shuō)你可以讓你的妻子、孩子也能直接訪問(wèn)手機(jī)，只要你想這么做。另外，即使是開啟了指紋識(shí)別之后依舊可以使用密碼解鎖，就算你把整個(gè)手弄脫皮了也沒(méi)問(wèn)題。

最多５根手指

Touch ID能干嘛？

可能很多人想除了解鎖，Touch ID還能干嘛。目前，Touch ID還可授權(quán)iTunes與App Store的購(gòu)買，介于目前Apple ID密碼字符要求越來(lái)越高，買應(yīng)用時(shí)只要刷下手指的方式明顯更方便。

直接刷指紋購(gòu)物

當(dāng)然，指紋識(shí)別的深層意義絕非于此，鑒于iOS生態(tài)圈依舊健康且充滿活力，蘋果如果能開放一些第三方應(yīng)用的權(quán)限，移動(dòng)支付的春天應(yīng)該很快就能到來(lái)了。

Touch ID安全嗎？

關(guān)于安全，首先肯定下"剁手說(shuō)"是完全不成立的，因?yàn)閕Phone 5s的電容式單電觸摸傳感器利用的是射頻信號(hào)，它檢測(cè)的是用戶手指表皮下方"活"指紋，所以無(wú)論是復(fù)制指紋還是剁手，都會(huì)讓指紋識(shí)別失效。

其次，Touch ID的指紋識(shí)別數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)于A7處理器中的，不會(huì)上傳與iCould中去，開個(gè)玩笑說(shuō)就是蒂姆庫(kù)克也不會(huì)拿到你的指紋信息。另外，手機(jī)重啟，或48小時(shí)內(nèi)都未解鎖，指紋功能既自動(dòng)失效，用戶就只能使用密碼方式解鎖了。而解鎖一次后，指紋識(shí)別功能則即刻恢復(fù)。

當(dāng)然，也沒(méi)有絕對(duì)的安全。

編輯點(diǎn)評(píng)

由于指紋具有唯一性，所以很多人擔(dān)心如果指紋被盜用會(huì)不會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果，就像《蝙蝠俠：黑暗騎士》中Bruce Wayne由于指紋被盜導(dǎo)致自己的財(cái)產(chǎn)瞬間化為烏有一樣。

首先，要知道通常商用的指紋傳感器是不允許記錄全指紋的，它們記錄的都是指紋的特征信息，這些特征信息覆蓋指紋上最關(guān)鍵的識(shí)別點(diǎn)。其次，一般也沒(méi)有辦法由特征信息通過(guò)逆運(yùn)算來(lái)獲得完整指紋，也就是說(shuō)指紋記錄產(chǎn)品只能進(jìn)行存儲(chǔ)指紋信息的對(duì)比，而不能算出完整的指紋是什么。此外，短時(shí)間內(nèi)我國(guó)的指紋識(shí)別用途仍有限，指紋仍然只是打開自己電腦、手機(jī)或者保險(xiǎn)柜的鑰匙，還沒(méi)有辦法通過(guò)指紋去取錢、去買賣股票等，引起的損失也相對(duì)有限。

相反，指紋本身是最容易攻破指紋識(shí)別系統(tǒng)的，因?yàn)樯钪兄讣y是無(wú)處不在的，玻璃、門把手等都是最佳的指紋收集器。另外，指紋識(shí)別系統(tǒng)最大的漏洞可能是附加的軟件，例如通常筆記本設(shè)備采用了開放式接口，我們才可以用指紋代替復(fù)雜的密碼輸入，由于軟件本身的開放性，所以就存在泄露的可能。

由此可見，我們不需要特別去擔(dān)心由于指紋識(shí)別設(shè)備引起的指紋信息泄露。但是隨著指紋識(shí)別的應(yīng)用愈加廣泛，指紋信息的安全也是需要特別重視的問(wèn)題。

常見問(wèn)題

1、為什么指紋可以進(jìn)行身份識(shí)別？

決定指紋的有2個(gè)東西，一個(gè)是DNA基因，基因決定指紋的紋路是如何排列的，而另一個(gè)就是生長(zhǎng)過(guò)程中的影響，所以說(shuō)同卵雙胞胎的指紋一定是相似的，但是同卵雙胞胎的指紋一定是不同的。由于基因和生長(zhǎng)過(guò)程都具備極高的復(fù)雜程度和變數(shù)，所以說(shuō)指紋近似的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全地球人口的倒數(shù)，在既定條件下相同的人概率更是低不可及。

2、指紋識(shí)別系統(tǒng)是否可以完整的記錄下我們的指紋？

理論上是絕對(duì)可能的，但是為了國(guó)家安全和公共安全，所有商用的指紋傳感器不允許記錄全指紋，也就是說(shuō)，他們所記錄的都是指紋的特征信息而不是完全信息。這些特征信息覆蓋指紋上最關(guān)鍵的識(shí)別點(diǎn)，不過(guò)廉價(jià)的設(shè)備識(shí)別點(diǎn)較少所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤判，較為昂貴的產(chǎn)品就會(huì)擁有更多的識(shí)別點(diǎn)，以保證盡可能好的識(shí)別能力。

3、是否可以通過(guò)逆運(yùn)算來(lái)獲得完整的指紋呢？

也是不可能的，就以AuthenMetric奧森（蘋果的供應(yīng)商，同時(shí)也是公安部的供應(yīng)商）為例，奧森的非全指紋記錄產(chǎn)品采用了是大量采樣點(diǎn)記錄，然后使用單向加密算法存儲(chǔ)，最后再通過(guò)近似率識(shí)別來(lái)判斷身份。也就是說(shuō)，他存儲(chǔ)的指紋信息只能進(jìn)行比對(duì)，而不能算出完整的指紋是什么。

4、加密過(guò)的指紋雖然無(wú)法被逆向成完整的指紋，還存在被盜取的可能性嗎？

理論上可能，但是絕大多數(shù)情況下是不可能的。因?yàn)樯晕⒖孔V點(diǎn)的指紋識(shí)別系統(tǒng)都不會(huì)把指紋信息存儲(chǔ)在公共區(qū)域，一般都是放置在一個(gè)特殊的空間，比如指紋識(shí)別系統(tǒng)自帶的微存儲(chǔ)空間，并且這部分空間沒(méi)有對(duì)外接口，所以想要復(fù)制出來(lái)，沒(méi)有2把刷子肯定是不行的。

5、除了指紋我們還有什么更好的生物識(shí)別方式嗎？

目前主流的生物識(shí)別主要有面部識(shí)別、手掌識(shí)別、虹膜識(shí)別、基因識(shí)別、靜脈識(shí)別。