指纹识别成为手机标配了，可你知道它的前世今生吗？｜涨知识
指纹识别已经成为了现在手机的标配了，不过为什么我们要用指纹识别呢？今天就跟随着雷科技（ID：Leitech）来了解一下指纹识别的奥秘。
指纹到底是个啥？
指纹是个啥？（这个问题问得好像小伙伴们没有手一样）指纹不就是手指上纹路吗，谁都有啊！
其实，广义的指纹还包括了手掌纹、脚纹、脚掌纹。指纹之所以存在，是为了给人的手掌和脚掌提供粗糙表面，让人更容易抓取物品。
指纹只要长出一辈子都不会变，无论是磨还是腐蚀，只要皮肤恢复生长，指纹就会重新长出。即使手掌外表皮被烧毁，有时也可通过第二表皮看到指纹。但是，有极少数皮纹病患者并无指纹。
决定指纹的有两个东西，一个是DNA基因，它决定指纹的纹路是如何排列的，而另一个就是生长过程中的影响，所以说同卵双胞胎的指纹一定是相似的，但是同卵双胞胎的指纹一定是不同的。
由于基因和生长过程都具备极高的复杂程度和变数，所以说指纹近似的概率要远远低于全地球人口的倒数，简单说，世界上是很难出现两枚完全一样的指纹。因此，指纹才能成为我们每个人独一无二标签。
为什么要用指纹识别？
就是由于指纹的唯一性，所以很多厂商才会选择指纹识别作为保障手机或者其他设备安全的一种方式。并且指纹识别相比其他的生物识别方式更加简单、成熟。
举个例子，虹膜识别和面部识别虽然已经在很多设备上得到了应用，抛开安全性来说，其是识别的效率和速度，相比指纹识别还是慢了不少。还有声纹识别，其实这个方式相对也比较成熟，不过把手机拿出来以后还要对它说一声“开机”（或者其他的），在一些公共场合多少显得还是有些……
（图片来源于：govtech）
同时，指纹识别相比传统的密码、图案等解锁方式来得更加简单，消费者不用花大力气去想和记相关密码和图案，操作方式也比较符合人的直觉。指纹识别一般是通过比较使用者输入的指纹和预先保存的指纹，来验证其真实身份。
说到指纹识别，大家最先想到的智能手机或许就是iPhone 5S，其采用了正面按压式指纹识别。不过，摩托曾经先于苹果推出搭载指纹识别的手机，其在2011年推出的Atrix 4G中，就带有指纹识别功能，那为什么没有火起来呢？原因很简单，就是不好用，是滑动式的指纹识别，而且只能按照指定方向滑动，不符合人操作的直觉。后来三星推出的Galaxy S5的指纹识别也是因为这样的体验，被大家吐槽。
（图片来源于：freesmartphonegiveaway）
那Touch ID为什么火了？原因同样很简单，就是符合人的直觉，采用了按压式，毕竟人看到一个按钮的第一反应是按压，而不是在其上滑动，而其支持任意角度按压。
（图片来源于：9to5mac）
iPhone 5s上的Touch ID采用电容式单电触摸传感器利用的是射频信号，其在Home键整合了一个 500ppi传感器，且在Home键周围设计了不锈钢探测环，当用户手指触碰到指纹识别区域时候，可从不同角度扫描用户皮肤表层，生成一个非常详细的三维指纹图，它检测的是用户手指的真皮层，也就是“活”的指纹。
值得一提的是Touch ID不存储用户的任何指纹图像，只保存代表指纹的数字字符，因此很难通过逆运算来获得完整指纹。并且，通常商用的指纹传感器不允许记录全指纹，也就是说，他们所记录的都是指纹的特征信息，不是完全信息，只是记录指纹上最关键的识别点。
其次，Touch ID的指纹识别数据加密存储于A7处理器中独立的一个模块中的，不会上传到iCould中去。其可做到“一机一Touch ID”，假如把一台机器上的Touch ID传感器拆卸下来，装到另一台iPhone上，那么这个指纹识别是无法工作的，简单的说Touch ID和手机主板是一套的。现在有很多安卓手机也在采取类似的方式来储存用户的指纹。
现在市面上最为常使用的指纹识别传感器大致有两种，光学指纹传感器、半导体指纹传感器。未来超声波指纹识别技术，应该也会普及，因为高通在骁龙820处理器上已经加入了相关技术。
简单介绍下主流的指纹识别传感器
主要是利用光的折摄和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。用棱镜将其投射在电荷耦合器件上CMOS或者CCD上，进而形成脊线呈黑色、谷线呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。大家痛恨指纹考勤机通常就是用的这样的传感器，最明显的特征就是有“光”，当然这样的机器是可以使用伪造指纹的。
这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一集成有成千上万半导体器件的”平板"上，手指贴在其上与其构成了电容的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。大部分手机采用的就是这类传感器。
按压电容传感器做出的是二维指纹图像，这种传感器是采用的是超声波扫描指纹，可以对指纹进行更深入的分析采样，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹脊与谷所在的位置。它最大的特色在于，不需要电容传感器或者按钮，可以隐藏于多种材质表面之下，比如玻璃、塑料甚至金属。同时，扫描指纹的精度也不受手指污垢、油脂以及汗水的影响，这一点是电容式传感器无法做到的。
为什么当时除了iPhone 5S 其他手机的指纹识别都是滑动式的？
那是因为当时很多指纹手机和指纹识别厂商没有使用“单晶基底的薄膜的带传感器电路的指纹生物传感器及相关方法”的专利，而这个专利是属于AuthenTec，这家公司才刚刚弄出这个技术，也就是按压式指纹识别时候（触摸式指纹识别），被苹果买走了，因此当时其他家无法使用这个技术，只能继续采用其他厂商老旧的滑动指纹识别技术。值得一提的是，之前的摩托罗拉推出的Atrix 4G就是采用了它家的传感器，只能说，这台手机还是早出来了两年。
为什么后面很多公司又有了？
因为很多相关技术厂商看到了这项技术的前景，随后加紧研发，用类似但是不同方法实现了该技术。目前除了AuthenTec，在这方面做的比较不错的公司有：
中国的汇顶科技，首款采用正面按压式指纹识别的安卓手机MX 4 Pro，就用的他家的元器件；
美国的的新思Synaptics，三星的Galaxy S5就是采用他家的技术；
瑞典的Fingerprint Cards AB，华为的Mate8就是采用的他家的技术；
没有什么是万无一失的
当然没有什么技术是百分百安全，安全跟静止一样，都是相对的。因为可能会有技术能攻破或者绕开手机上的指纹识别，正所谓“道高一尺魔高一丈”，当然这个概率是非常低的。
相比指纹识别传感器，最容易攻破的其实是指纹本身，因为生活中指纹是无处不在的，杯子、门把手、手机等物件都会成为指纹的收集器，如果想的话，其实是可以轻松的采集到使用者的指纹。
对于指纹识别系统而言，最大的漏洞可能是附加的软件，由于有的软件采用了开放式接口，所以就存在泄露的可能。不过目前市面上大厂商们推出的带有指纹识别功能手机，相对而言都是比较安全的，第三方软件通常只能使用这个功能，但不能获得指纹信息。
讲真，现在的指纹识别就跟当年的图形解锁一样，早晚会被淘汰。未来，你的手机会有很多种方法来认出你是你。在拿出手机的瞬间，一切就已经搞定了。那么问题来了，到那时真的还会有手机吗？未来的智能设备会用上怎样的识别的技术呢？
（封面图来源于：howitworksdaily）
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