日常生活中经常可见的指纹解锁，你了解它的原理吗？

日常生活中经常可见的指纹解锁，你了解它的原理吗？

指纹解锁作为现代智能设备的重要安全功能，其原理和技术细节一直备受关注。本文将为您详细解析指纹解锁的三种主要类型及其工作原理，同时探讨指纹识别的安全性和局限性。

现在的智能手机都融合了指纹解锁功能，安全性获得了大幅度的提升；当前主要有屏下指纹、后置指纹以及侧面指纹三种解锁方式。

指纹解锁包括三种类型，电容式、光学式以及超声波式。电容式识别的原理：即是在识别传感器上配置了非常多的电容极板，这些电容极板的面积相似；当用户将手机按压在传感器上时，手指表面就会与这些电容极板接触，造成一个个完整的平板电容器；因为指纹存在凸起与凹陷，因此每个电容两个极板间的距离不同，造成每个电容的大小不同；以此来收集部分的指纹信息。光学式识别的原理：即是光线反射成像识别用户指纹；屏下指纹恰好利用了这个原理。屏下指纹模块包括光检测阵列、阻光层、微透镜阵列、滤波层、微电路等元器件。

人的指纹大致可以分为三种：“斗形”、“箕形”、“弓形”！

当手指放在指纹识别区域时，OLED屏发出的光会照射在指纹上；因为指纹存在凸起与凹陷，因此经过凸起与凹陷的部分反射的光线有强有弱；这些光线会穿过OLED屏像素间的缝隙，到达滤波层；滤波层会过滤掉一部分对识别结果产生干扰的光线，再经过下方的微透镜阵列汇聚；光线汇聚后穿过由不透明材料制成的阻光层上的通光小孔，到达光检测阵列上的像素单元；微处理电路就是通过读取光检测阵列上每个像素单元的感光大小，以此识别指纹。

这种形状的分布和地域有很大的关系，比如，中国人、日本人的指纹中，斗形纹和箕形纹的出现率大致相当，共占整体的 90% 以上；欧洲人的指纹中，箕形纹出现率较高；美国人的指纹中，则是弓形纹的出现率较高。

说说今天的重点吧，指纹解锁识别的原理！

发着绿光的指纹打卡机

我们常见的这种叫做“光学式指纹识别系统”是利用光线反射成像识别指纹的。

这类型指纹模块对使用环境的温度湿度都有一定的要求，如果你大冬天的骑自行车，这时候跑到门前打卡经常是打不上的，还要把冰凉的手指头放到嘴边哈气一会才能识别，别提多尴尬了。

由于这种设备体积过于庞大，并不适合在手机上使用。

手机上的指纹识别按键

手机上那个小小的按键其实是一个电容式指纹模块，利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化，借此可实现准确的指纹测定。

这种方式适应能力强，对使用环境无特殊要求，同时整个组件体积还比较小，因而使得该技术在手机端得到了比较好的推广。

我们去办理身份证和补办身份证的时候是需要录入指纹的，这个录入设备就是生物射频指纹识别系统，这种设备的精度是非常高的。

它通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控制检测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像。

指纹敏感器的识别原理只对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题，宽温区：适合特别寒冷或特别酷热的地区。因此射频技术是目前最可靠，最有力度的解决方案。

共同点

但是不论何种采集方式，采集到的信息并不是指纹的图片，而是以一种特殊算法计算的到的一串代码，就像是根据指纹，排列组合成一个相对应条形码，如果逆向对比，就可以通过计算获得两个指纹是否出自同一人，一般是有四个步骤的。

1、指纹采集。第一次采集指纹的时候，经常同一个手指也要全方位的录入一遍，这是为了将整个指纹完整的记录下来，因为指纹片段并不能作为识别的证据。

2、指纹评估。对整个信息进行严格的判断，如果不合格是需要重新采集。

3、提取特征。这一步是相当关键的一步，需要强大的算法软件进行支持，将采集到的指纹终结点，分叉点，分歧点，孤立点，环点，短纹等等信息进行数学转换，并且保存在数据库中。

4、指纹匹配。如果再次识别到的指纹具有以上信息，就可以确定身份信息并且执行操作。

这时候我们回到前面的话题，来看看指纹锁到底安全不安全。一般的法医学上要确定两个指纹是否出自同一个人，指纹比对的特征需要30个以上相符才能判定，而我们的手机并不会如此精确的计算，不过随着算法的不断更新，手机的识别水平也是在飞速的发展，安全性也有质的飞跃。

那指纹会不会消失呢？这个还真有可能，的确发现极少一部分药物是会使指纹短暂模糊甚至消失，如果这时候需要进行出入境，是需要随身携带医生开出的证明才可以的。

如果想彻底的毁灭指纹，那也不是不可能的，通过各种暴力手段使手指的真皮层受损，指纹的确不会重新长出来。

文章来源： 机械自动化前沿，互联网分析中心