指尖上的黑科技

马迪

若要评选我们生活中最不可或缺的电子设备，相信手机肯定会高票当选。回顾手机的发展，从可有可无的“奢侈品”，到如今人人似乎都患上“手机依赖症”，这种产品正深刻地改变着人类的生活方式。

若是再评选一下手机上使用最频繁的功能，指纹识别一定是必不可少的一个，从最早的指纹解锁到指纹支付，这种便捷而安全的功能越来越被用户所接受。在搭载Touch ID的iPhone 5s问世后，手机的指纹识别功能迎来了井喷式的发展，现在已经成为标配—中高端手机没有指纹识别简直是不敢想象的，就连国产的599元人民币廉价机也不甘人后。

指纹，由于具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。人们很早就发现了指纹的妙处—你没法将指纹改成另一個样子，也很难找到两个人指纹特征完全一致，对指纹的记载至少可以追溯到公元前2200年。

纸张和墨水可以被称为最早的指纹图像采集设备，在契书上按指印是具有法律效力的。人眼可以比较纹路的形状，但是很显然这是个非常费力且准确度很低的工作，一来是人眼对纹路的辨认性能也比较糟糕，二来纸墨记录不够精确，模糊不全是常有的事。

真正数字化的指纹识别始于近代，一开始借助了光学技术，即在光源照射下，将指纹投射在CCD图像传感器上，CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能够把光学影像转化为电信号。它的作用就像胶片一样，瞬息之间就能将指纹记录下来，形成数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度图像。

光学指纹采集技术作为“老大哥”，已经过较长时间的应用考验，它价格低廉、应用广泛，但也有明显的缺点。由于光不能穿透皮肤表层，光学采集只能够扫描手指皮肤的表面，不能深入真皮层，因此要求指纹的表面必须清晰、干净。任何过于干燥、油腻、布满灰尘的手指都可能造成识别出错，脱皮、受损等情况也爱莫能助。另外，易被仿制也是一个大问题，淘宝上售价100元左右的硅胶指模，可以轻易地骗过光学指纹机，不知有多少上班族曾经这样请人代刷考勤。

20世纪90年代后期，基于半导体硅电容效应的技术趋于成熟，成为第二代指纹识别的主流技术。其中，硅传感器为一极，手指的皮下电解液则是另一极，二者之间形成电场，指纹的高低起伏会形成不同的电容值，以此探测、形成指纹图像数据。

半导体硅感技术最重要的优点是够深入，电子信号能穿过手指的表面和死皮，直达真皮层读取最真实的指纹数据，不易受手指表面尘污的影响，从而大大提高了辨识准确率。电容指纹传感器虽然制造工艺复杂，但体积小、精度高，耗电少，因此非常适合放在手机上。

第一部真正拥有指纹识别的手机来自西门子，并且早在1998年就已问世，遗憾的是它仅仅是一部原型机，没有量产。2000年，法国品牌SAGEM推出了第一部量产的指纹识别手机MC959；2003年开始，富士通陆续推出了数十款支持指纹识别的手机；2011年4月摩托罗拉发布的MOTO MB860是第一部支持指纹识别的智能手机……这些先行者如今都已经湮灭在行业发展的大潮中，几乎再难看到它们的踪影。

真正重新定义指纹识别的转折点是2013年9月，iPhone 5s正式发布。Touch ID影响了整个手机行业的风向，此后各种支持指纹识别的智能手机相继出现，指纹识别迎来了一个发展的高潮—安卓阵营中正面、背面、侧面指纹识别的产品层出不穷，苹果则是继续完善Touch ID的体验。

前面说到的各种指纹识别手机都需要在机身上留一个相应的孔，不过随着技术的进步，全屏指纹识别浮出水面。2015年，高通推出了超声波指纹识别技术Sense ID，被公认为是第三代指纹识别技术。

具体一点讲，是利用超声波具有穿透材料的能力，通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层，利用反射回来的声波探测真皮层的立体纹路，从根本上杜绝了伪造指纹的可能。相比于第一代和第二代，超声波指纹识别技术优点明显：不需要电容传感器或者按钮，也不受手指污垢、油脂以及水的影响，甚至无需与手机直接接触。另外，超声波能穿透多种材质，如玻璃、塑料，甚至铝、不锈钢等，这就意味着手机厂商可以把指纹识别做得更加灵活，不但不用再单独设孔，而且可以设置在手机的任何位置上，比如屏幕、边框上等。

因为可实现3D指纹识别技术，超声波技术的安全性要大幅领先，这意味着除了手机，它还可以应用在更多、更严格的身份验证场景里，比如智能门锁、车锁、保险箱等。虽然人脸识别、虹膜识别也被业界寄予厚望，但超声波指纹识别技术无疑能保证指纹继续坐稳“江湖老大”的位子。

当然没有什么技术是百分百安全的。对于指纹识别技术来说，最大的安全隐患是每个人只有一套指纹，不像密码那样可以随时换，一旦泄露就无法挽回。另外就是“日防夜防，身边的人最难防”，劝大家不要太依赖指纹解锁—曾经听说过老婆趁老公喝醉，用指纹解锁了手机找到出轨证据的故事。无论怎样的高科技，也有聪明反被聪明误的时候啊。