指紋識別的糾結 今年我們能不能用上屏幕下解鎖？

關注手機行業的朋友一定發現一個有趣的現象，今年三星率先推出了真正從手機設計結構上調整的全面屏幕手機Galaxy S8。不過這台令人大聲驚呼的牛X產品卻有一個讓人哭笑不得的設計，後置指紋識別模塊。

一直以來三星都是正面指紋識別的忠實用戶，在指紋識別這個東西剛剛出現的時候，原本是有很多類型的，比如觸摸式、按壓式、滑動解鎖式等等，從視覺效果上也分為兩種，一種是以HTC產品代表的背面，另外一種是以蘋果、三星為代表的正面兩種的(當然，索尼的側面指紋比較另類，非常少見所以就不說了)，但最近兩年，你會發現正面指紋基本上已經一統天下了，背面指紋手機越來越少，包括HTC等品牌已經逐漸改變了產品設計。

在這個大前提環境下，三星竟然反其道而行之，而且這個指紋識別似乎沒有什麼特殊的功能，所以被人質疑是一種開倒車的表現。但仔細想想也可以理解，畢竟現在全面屏還是一個新鮮事物，配套的技術支持不到位，指紋識別就是明顯的例子，所以三星迫不得已放回了後面。實際上不光指紋識別支持不到位，前置攝像頭、揚聲器、感測器等等一系列的功能模塊都跟不上，所以真正100%全面屏手機是短時間之內無法見到的。

不過全面屏幕設計的出現卻意外的引發了行業內對於指紋識別問題的關注，一方面是大家或許難以接受這種「倒退」式的設計樣式，另一方面是由於蘋果全面屏幕手機iPhone 8的傳聞讓大家亢奮。不管指紋識別如何，全面屏幕手機似乎是今年最熱門的流行趨勢，因此誰能先把指紋識別放在屏幕裡面就一定能成為焦點。

指紋識別真的那麼有必要麼？

不過大家在關注指紋識別技術的時候似乎忘記了最主要的一點，就是指紋識別本身的應用和實用性。似乎包括蘋果在內，大多數指紋識別手機和功能都只是個擺設而已，除了讓解鎖更快之外沒有什麼實際性的作用。

指紋識別是一種生物識別安全技術的衍生物，目的並不是識別人體的指紋，而是通過指紋對照來認證主人信息，從而解鎖信息和密碼。因為每個人都有自己獨立的特點，比如指紋、耳紋等等，獨立性很高，所以通過這些內容識別身份按理說是非常方便的，其實這個技術並不是現代人發明的，在有記錄的指紋畫押方式可以追溯到唐朝。

現代手機上應用指紋技術還沒幾年，蘋果是從iPhone 5s時代開始使用的，而在此之前已經有一些Android開始使用了。之所以安全是因為指紋識別模塊相對獨立於手機運行，你輸入的指紋存儲在這個模塊當中，是經過加密的單向通道，因此不存在破解指紋本身庫本身的可能性。但這並不意味著你的手機不會被破解，因為指紋並不是唯一解開你手機的方式，通常還會要求輸入4或6位數字密碼或者圖形密碼，這都是輔助解鎖的方式，以免指紋識別出現問題的時候應急使用。所以指紋識別所謂的安全性並不是那麼有價值，因為完全可以繞靠指紋解鎖你的手機，比如前陣子美國沸沸揚揚的槍擊殺人案犯人的手機iPhone 5c，因為蘋果不幫助FBI解鎖而導致了社會爭論。最終以FBI尋找一家以色列的安全公司幫助解鎖手機而告終，所以手機還是有方法被破解的，只是跳開了指紋識別這個步驟而已。

目前指紋識別功能已經經過了數年發展，但應用環境和場景並不多，最主要的地方就是用來解鎖手機初道密碼或者文件加密，一些支付軟體比如支付寶、微信支付、蘋果Apple Pay等等支持指紋免密支付功能。

除此之外似乎沒有太多其他作用，不過也正是因為少量的幾個功能，讓指紋識別成為手機必備的模塊之一。快速解鎖本身就很有吸引力，現在只需要按一下就可以點亮並解鎖手機屏幕，相比原來節約了時間和步驟，而且相比虹膜識別、人臉識別等等方式，不受光線和環境影響。

因此短時間之內，似乎還沒有能替代指紋識別的技術出現，相信很長一段時間指紋識別依然會是主流。

三種主流指紋技術 哪一個更適合屏幕下？

看上去都是指紋識別，但技術和原理並不相同。目前市場上的主流指紋識別解決方案有三種，分別是電容指紋、光學指紋和超聲波指紋識別三種。我們現在使用最多的就是電容指紋識別。與我們電容屏幕工作原理差不多，利用解析度感知指紋的紋理來進行存儲和識別。

不過剛才我們也說了，今天的主題是屏幕下方指紋識別，那麼就意味著我們現在常用的電容指紋識別方式不可行。因為這種方式大多數都需要開孔，由於穿透力和工藝良率原因全面屏幕很難使用。

目前適合於全面屏屏內指紋識別的只有光學指紋和超聲波指紋兩種。

光學指紋識別常見於打卡機設備

光學指紋識別：首先說說光學指紋識別，因為這個技術應用的最早，現在依然有很多門禁、打卡機等等在使用這種技術。技術原理是利用光的折射和反射，將瘦猴子放在光學鏡片上面，手指在光學鏡片上，手指在內置光(可見或者不可見光)照射下從底部攝像三稜鏡，射出的光線根據手機指紋紋理表現的光暗表現不同，通過投射到的耦合器件，一般是CMOS上面，來識別指紋所有獨特的特徵。其實這種技術很早以前就有了，不過由於光學本身的特點，所以集成到小模塊當中，應用到手機上是個難點。另外光學指紋識別之前有一個麻煩的地方，就是如果手上有油污或者汗水，識別效果就會大幅度降低。

超聲波指紋識別：這算得上是比較先進的技術了，之前小米5S手機上曾經使用過高通公司第一代超聲波指紋識別，需要特別提示的是，雖然晶元是來自高通公司的，但整體解決方案是歐菲指紋模組公司打造的，使用高通的晶元加上其他電路和材料，打造成適合在手機上可量產的模組。不過第一代歐菲實際表現並不好，消息稱當時因為指紋Sensor耐高溫不強，溫度較高就不靈敏了，超過80度就很難識別，雖然一般來說手機不會到這麼高的溫度，但整體使用體驗不算太好，尤其是樂Max2手機更是表現不佳。不同的是小米手機的銷量非常高，往往用戶會在各種地區和環境下使用，一旦有反饋體驗不盡如人意之後，他們會在之後的產品上做出反映，因此小米之後的機型就不再繼續使用了。不過據說第二代已經解決了這個問題，就是vivo在MWC2017上海展會上展示的那種。

超聲波指紋識別相比前面兩種，算是比較新鮮的技術，手機領域當中2015年才由高通公司商用並且展示出來。其實相比另外兩種，還是有很多優勢的。第一穿透能力很強，比如手機常用的后殼鋁合金、有機玻璃、人工藍寶石、塑料等等。甚至可以穿透1.2mm以上的OLED屏幕。第二對於手指檢測很直接，無論你的手是干還是濕，是否有油污，都有極高的識別率。第三安全性比較高，可以通過阻抗、皮下血液流動甚至是心率相結合，活體或者立體指紋識別，虛假指紋很難通過檢測(現在還沒有商用，不過虛假指紋問題已經非常嚴重了，活體指紋識別和更安全的生物驗證勢在必行，為未來提供了更多可能性)。

當然了，超聲波也有很多問題，比如解鎖反映速度比電容指紋識別速度慢、功耗比電容指紋識別高等等，另外目前來看，只有三星、LG等公司的柔性AMOLED屏幕比較適合，其他硬質屏幕則不合適，而現在市場上只有三星能夠大規模供貨，因此產能會很受限制。另外，使用之後就不能貼膜了，貼膜有可能會影響指紋識別的精準度，現在流行的鋼化玻璃膜則基本上都廢了。這些小問題還需要解決，不過總體上看超聲波技術還是最被寄予厚望的。

當然，也有傳聞說蘋果要使用光學指紋識別技術，但現在還沒有進一步證據，恐怕產品發布之前是不會有太多透露的。

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