细聊指纹识别：智能手机都在用的，这个到底是个如何厉害的技术？

细聊指纹识别：智能手机都在用的，这个到底是个如何厉害的技术？

在当今信息化和科技化的时代，生物识别技术逐渐兴起，逐渐取代传统的密码识别将是大势所趋。 传统密码识别技术的缺点是容易丢失、被盗、遗忘或不携带，如口令、密码、暗号等。

此外，它不是唯一绑定到用户的。 别人一旦获得信息，他将拥有与所有者相同的权利。

但生物识别技术弥补了传统密码识别的不足，包括人脸、虹膜、静脉等生物特征识别技术。 指纹识别是市场上最成熟的技术，也是应用最广泛的生物识别技术。

从触摸屏、语音交互等功能，到可穿戴、智能家居等系统应用，硬件的智能化正朝着越来越“自然”的人机交互方式迈进，硬件的智能化也让越来越多的硬件设备可以提供更完美的人机交互体验。 生物特征识别的种类很多，而指纹识别之所以成为主流，在于指纹特征数据的存储方便。

存储指纹特征数据的模板是目前生物特征识别中最小的。 每个指纹的存储容量只有120到100个左右，如此小的空间需求使其可以轻松存储在容量有限的地方，如信用卡、护照、身份证等。 等待。

另外，由于技术的进步，指纹识别的体积也缩小了很多，为设备提供了方便快捷。 除了笔记本电脑上常见的幻灯片阅读器，类似的设备也逐渐应用在手机上，不需要很大的空间来配置硬件。

总之，指纹识别具有良好的交互体验，主要体现在方便快捷：

(1) 数据存储方便：存储指纹特征数据的模板是目前生物识别中最小的，每个指纹的存储容量只有120到100个左右。

(2) 人性化的便携性：指纹特征“随身携带”，长期稳定性高，可实现便捷、准确的人机交互体验，易于配合计算机与安防、监控、管理系统集成，实现自动化管理。

(3) 快速响应：魅族的解锁速度为0.5秒。 OPPO R9指纹解锁速度仅需0.2秒。 与其他生物识别技术相比，指纹识别的响应速度处于较高水平。

指纹识别算法安全性高

指纹识别的过程是：前端指纹传感器采集到指纹图像后，再对指纹图像进行算法处理，提取指纹特征点。 指纹模板生成后，丢弃原始指纹图像，最后进行指纹比对。

现在主流的指纹识别算法，除了比对准确、速度快之外，安全级别也很高。

如果你放大看你的指纹，你会发现它像山谷一样有起伏。 较高的是波前，也就是脊线，较低的是波谷。 此外，曲率的特征因人而异，形成了个体独特的生物学特征。

所谓指纹特征是指指纹脊线的分布，每条脊线都有一个断点，即一个端点。

除了端点，还有分叉点手机指纹识别功能，称为分叉点。 端点和分叉点都是特征点，这是比对指纹的关键。

每个指纹大约有50个特征点，特征点的位置和方向可用于指纹识别。

一般的指纹识别技术并不是对整个指纹图形的完整记录，而只是存储指纹的特征。

分析时会比较指纹特征点的方向和位置是否相同。

在实践中，识别方法大致可以分为一对一比较和一对多两种模式。

前者大多会与特定的密码或ID进行匹配，输入后直接比对群体的指纹特征，而后者则在输入指纹后在庞大的数据库中比对。

虽然指纹的特征点很多，但根据英国的亨利分类法，指纹分为八类，只要13个特征点相同，就可以确定是同一个指纹。 指纹主要通过凸起线条的断裂和分叉来识别，但扫描出来的指纹不一定完全正确，需要通过后端算法进行修正和增强识别。

指纹识别存储安全性高

指纹识别获取的指纹图像会立即被数字化或加密，而不是以原始图像的形式存储，指纹图像不会泄露到网络上。 由于指纹图像会被数字化和加密，因此在服务器上进行比对时，不会有指纹图像泄露到网络上。

加密数字化后的指纹数据无法再次还原为原始指纹图像，指纹图像一旦加密数字化后，也无法再次还原为原始指纹图像。

整个过程的不可逆性保证了指纹识别存储的安全可靠，指纹不会因数据泄露而被还原复制。

指纹识别认证安全性高

世界上除了同卵双胞胎，从概率上来说，确实有可能两个人的指纹有相同的特征点，但概率小得可怜，要等到地球人口达到42位才会出现. 太有可能活过同一个世纪。 世界上很多国家都已经发行了指纹身份证，如印度、马来西亚、韩国等，一些国家还建立了指纹数据库。 此前，中国台湾地区领取新身份证时也需要按指纹建档，但后来取消了。 许多国家已经开始采用指纹认证，或将指纹作为辅助身份识别工具。 进入美国时，海关需要扫描乘客的指纹。

指纹识别产业链情况

一般来说，指纹识别需要经过“芯片-模组-整机”三个重要环节，其中芯片环节主要涉及“芯片

设计—晶圆生产—芯片封测”等环节，模组厂商对芯片进行再加工后销售给手机厂商。 行业大致流程如下图所示：

苹果在2012年收购了指纹识别提供商后，2013年9月苹果推出了搭载指纹识别的5S，随后在6和新款ipad中继续使用指纹识别技术，并将指纹识别用于移动支付应用，开辟了一个全新的领域。指纹识别章节。

苹果的指纹识别从里到外主要由4个部分组成：蓝宝石玻璃、不锈钢检测环、Touch ID和轻触开关。

在整个指纹识别行业中，芯片部分约占整个模组价值的70%，价值占比最高。 我们梳理了指纹识别主要厂商的产业链。 目前，国内最大的指纹识别解决方案厂商汇顶科技已成功上市。

指纹识别技术分类

按制造方法分为：电容式和光学式

电容式指纹传感器的原理是将高密度电容传感器或压力传感器等小型化传感器集成到芯片中。 不同的电荷（或温度差异）形成指纹图像。

Apple（苹果）5s采用的是电容原理。 电容式传感器的优点是更薄、更小，可大量应用于手持设备。 但其缺点是成本高、耐用性高。 事实上，电容式传感器必须被切割以保持一定的按压面积。 因此，生产每个芯片的成本很高； 而且，由于是裸露的半导体芯片，设计上的挑战是如何抵御手汗、酸碱、静电防护等对芯片表面的侵蚀。 苹果在指纹传感器表面加了一层蓝宝石衬底进行保护，还是挺巧妙的。 这解决了以往电容式传感器耐用性差的问题。

光学指纹传感器是最早的指纹采集设备，始于1970年代。 它采用光源、三菱反射镜和电荷耦合器件（CCD）摄像头组成指纹采集装置。 用手指按压镜子后，指纹的波峰和波谷吸收并破坏全反射，得到指纹图像，再由摄像头模块采集输出。 这也是当今所有光学指纹传感器的架构和原理。 由于光学采集方式是非接触式芯片本身，即指纹按压部分由压力或玻璃等光学元件制成，因此光学方式最大的优点就是便宜、耐用。 这一点从中正机场或者美日海关的快速通关也可以验证，每天要用几十万个指纹进行验证，而且所用的指纹采集设备都是光学的。 但它的缺点是体积庞大，难以在手持设备上使用。

按采集方式分为：推入式和滑动式

如果按照采集方式来区分，指纹识别设备的使用方式又可以细分为表面采集（或按压采集）和滑动采集两种。 这两种采集方式都有自己的生产厂家。

举个例子，就是用按压来采集，也就是把手指按在指纹传感器的表面上。 这种行为模式最符合人类对指纹的行为模式。

通常，第一次按压采集指纹传感器时，需要客户反复按压传感器表面数次才能获取指纹图像； 以苹果为例，用户在第一次使用时必须按十到十五次。 其次，这主要是因为苹果使用的电容式传感器的感应面积太小，大约为8毫米（mm）×8毫米，需要使用多次建档才能完成一个指纹信息的建立拼图游戏；

相反，更大的收集区域更方便。 比如金鸡科技生产的指纹传感器，面积为12.5mm x 14.5mm。 首次采集指纹时，只需按两三下即可完成采集。 收藏。

按压采集传感器完成后，可支持360度手指按压，无方向限制，便捷性极高。 但需要注意的是，如果开发者采用半导体式加压力采集传感器，成本会更高。

HTC One max是挖掘滑动采集技术。

早期，为了解决半导体按压式指纹传感器的成本问题，有人想到利用IC封装微型化的概念，将原来的半导体按压式指纹传感器切割成条状，改变了消费者原有的按使用习惯来 就像在扫描仪上运行的原理一样，必须将手指滑动靠近传感器，然后使用软件在后台形成指纹的完整指纹图像。

这种滑动式指纹传感器（Sweep Senor）又称线性采集指纹传感器（ ）。

指纹识别需求稳步增长，进入平稳发展期

智能手机与人的关系越来越密切。 随着人们频繁使用手机支付、理财，用手机存储的隐私数据越来越多，指纹识别已经成为智能手机的“标配”。

据旭日发布的报告显示，2015年发布的智能手机中，搭载指纹识别功能的手机超过30款，而2016年发布的指纹识别手机包括小米5、三星、华为P9等。

2015年指纹识别在智能手机中的渗透率达到25%，指纹识别模组需求量超过1亿套。

随着越来越多的手机厂商将指纹识别功能应用到智能手机上，预计在未来5-10年内，指纹识别将成为智能手机的标配。

2016年国产智能手机指纹识别渗透率为40%。 到2020年，国产指纹识别在智能手机中的渗透率将达到75%。 国内指纹识别模组需求量将超过3.4亿套。

指纹技术的核心在于安全问题，其中指纹识别芯片最为重要。

未来，随着指纹识别应用的扩大，对指纹的需求将不断增加。 赛迪顾问数据显示，2015年全球智能终端指纹识别芯片出货量达4.78亿片，市场销售额达21.1亿美元。 预计到2018年，全球智能终端指纹识别芯片市场规模将达到11.99亿片，年复合增长率约为36%，销售额将达到30.7亿美元。

从出货量增速来看，指纹识别在2014年和2015年实现快速渗透，增速快速攀升。 预计2016年后行业将逐步进入平稳发展期。

指纹识别普及率提升，千元以上几乎成为标配

据第一手机产业研究院数据显示，9月份销量前20的手机中，有16款采用了指纹识别，只有4款没有采用指纹识别，而且这四款机型的价格都在下降。 1000元以下。 . 从3-9月的数据来看，使用指纹识别的比例呈现明显上升趋势，从3月的60%上升到9月的80%。

从指纹识别的位置来看，前后端方案在9月份几乎各占一半。 从3月到9月的趋势来看，前端方案占比在增加，更符合前端方案。 使用习惯等因素都有关系。 比如后置指纹识别的手机，放在桌子上是不能直接解锁的。 它需要从桌子上拿起然后解锁。 在这种情况下，用户体验会降低。 此外，后置方案的后盖需要打开手机指纹识别功能，手机的设计失去了完整性。 用户使用保护套后，指纹会出现较深的压痕，影响其识别的灵敏度。

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