指尖上的黑科技

馬迪

若要評選我們生活中最不可或缺的電子設(shè)備，相信手機(jī)肯定會高票當(dāng)選。回顧手機(jī)的發(fā)展，從可有可無的“奢侈品”，到如今人人似乎都患上“手機(jī)依賴癥”，這種產(chǎn)品正深刻地改變著人類的生活方式。

若是再評選一下手機(jī)上使用最頻繁的功能，指紋識別一定是必不可少的一個，從最早的指紋解鎖到指紋支付，這種便捷而安全的功能越來越被用戶所接受。在搭載Touch ID的iPhone 5s問世后，手機(jī)的指紋識別功能迎來了井噴式的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為標(biāo)配—中高端手機(jī)沒有指紋識別簡直是不敢想象的，就連國產(chǎn)的599元人民幣廉價機(jī)也不甘人后。

指紋，由于具有終身不變性、唯一性和方便性，已幾乎成為生物特征識別的代名詞。人們很早就發(fā)現(xiàn)了指紋的妙處—你沒法將指紋改成另一個樣子，也很難找到兩個人指紋特征完全一致，對指紋的記載至少可以追溯到公元前2200年。

紙張和墨水可以被稱為最早的指紋圖像采集設(shè)備，在契書上按指印是具有法律效力的。人眼可以比較紋路的形狀，但是很顯然這是個非常費(fèi)力且準(zhǔn)確度很低的工作，一來是人眼對紋路的辨認(rèn)性能也比較糟糕，二來紙墨記錄不夠精確，模糊不全是常有的事。

真正數(shù)字化的指紋識別始于近代，一開始借助了光學(xué)技術(shù)，即在光源照射下，將指紋投射在CCD圖像傳感器上，CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為電信號。它的作用就像膠片一樣，瞬息之間就能將指紋記錄下來，形成數(shù)字化的、可被指紋設(shè)備算法處理的多灰度圖像。

光學(xué)指紋采集技術(shù)作為“老大哥”，已經(jīng)過較長時間的應(yīng)用考驗(yàn)，它價格低廉、應(yīng)用廣泛，但也有明顯的缺點(diǎn)。由于光不能穿透皮膚表層，光學(xué)采集只能夠掃描手指皮膚的表面，不能深入真皮層，因此要求指紋的表面必須清晰、干凈。任何過于干燥、油膩、布滿灰塵的手指都可能造成識別出錯，脫皮、受損等情況也愛莫能助。另外，易被仿制也是一個大問題，淘寶上售價100元左右的硅膠指模，可以輕易地騙過光學(xué)指紋機(jī)，不知有多少上班族曾經(jīng)這樣請人代刷考勤。

20世紀(jì)90年代后期，基于半導(dǎo)體硅電容效應(yīng)的技術(shù)趨于成熟，成為第二代指紋識別的主流技術(shù)。其中，硅傳感器為一極，手指的皮下電解液則是另一極，二者之間形成電場，指紋的高低起伏會形成不同的電容值，以此探測、形成指紋圖像數(shù)據(jù)。

半導(dǎo)體硅感技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)是夠深入，電子信號能穿過手指的表面和死皮，直達(dá)真皮層讀取最真實(shí)的指紋數(shù)據(jù)，不易受手指表面塵污的影響，從而大大提高了辨識準(zhǔn)確率。電容指紋傳感器雖然制造工藝復(fù)雜，但體積小、精度高，耗電少，因此非常適合放在手機(jī)上。

第一部真正擁有指紋識別的手機(jī)來自西門子，并且早在1998年就已問世，遺憾的是它僅僅是一部原型機(jī)，沒有量產(chǎn)。2000年，法國品牌SAGEM推出了第一部量產(chǎn)的指紋識別手機(jī)MC959；2003年開始，富士通陸續(xù)推出了數(shù)十款支持指紋識別的手機(jī)；2011年4月摩托羅拉發(fā)布的MOTO MB860是第一部支持指紋識別的智能手機(jī)……這些先行者如今都已經(jīng)湮滅在行業(yè)發(fā)展的大潮中，幾乎再難看到它們的蹤影。

真正重新定義指紋識別的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是2013年9月，iPhone 5s正式發(fā)布。Touch ID影響了整個手機(jī)行業(yè)的風(fēng)向，此后各種支持指紋識別的智能手機(jī)相繼出現(xiàn)，指紋識別迎來了一個發(fā)展的高潮—安卓陣營中正面、背面、側(cè)面指紋識別的產(chǎn)品層出不窮，蘋果則是繼續(xù)完善Touch ID的體驗(yàn)。

前面說到的各種指紋識別手機(jī)都需要在機(jī)身上留一個相應(yīng)的孔，不過隨著技術(shù)的進(jìn)步，全屏指紋識別浮出水面。2015年，高通推出了超聲波指紋識別技術(shù)Sense ID，被公認(rèn)為是第三代指紋識別技術(shù)。

具體一點(diǎn)講，是利用超聲波具有穿透材料的能力，通過傳感器本身發(fā)射出微量射頻信號，穿透手指的表皮層，利用反射回來的聲波探測真皮層的立體紋路，從根本上杜絕了偽造指紋的可能。相比于第一代和第二代，超聲波指紋識別技術(shù)優(yōu)點(diǎn)明顯：不需要電容傳感器或者按鈕，也不受手指污垢、油脂以及水的影響，甚至無需與手機(jī)直接接觸。另外，超聲波能穿透多種材質(zhì)，如玻璃、塑料，甚至鋁、不銹鋼等，這就意味著手機(jī)廠商可以把指紋識別做得更加靈活，不但不用再單獨(dú)設(shè)孔，而且可以設(shè)置在手機(jī)的任何位置上，比如屏幕、邊框上等。

因?yàn)榭蓪?shí)現(xiàn)3D指紋識別技術(shù)，超聲波技術(shù)的安全性要大幅領(lǐng)先，這意味著除了手機(jī)，它還可以應(yīng)用在更多、更嚴(yán)格的身份驗(yàn)證場景里，比如智能門鎖、車鎖、保險箱等。雖然人臉識別、虹膜識別也被業(yè)界寄予厚望，但超聲波指紋識別技術(shù)無疑能保證指紋繼續(xù)坐穩(wěn)“江湖老大”的位子。

當(dāng)然沒有什么技術(shù)是百分百安全的。對于指紋識別技術(shù)來說，最大的安全隱患是每個人只有一套指紋，不像密碼那樣可以隨時換，一旦泄露就無法挽回。另外就是“日防夜防，身邊的人最難防”，勸大家不要太依賴指紋解鎖—曾經(jīng)聽說過老婆趁老公喝醉，用指紋解鎖了手機(jī)找到出軌證據(jù)的故事。無論怎樣的高科技，也有聰明反被聰明誤的時候啊。