超聲波指紋識別技術已進入手機

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2016.04

　　前不久，網紅CEO賈躍亭發布了樂視的新一代手機樂視Max2，除了刷爆朋友圈的「數落蘋果手機的硬傷」之外，全球首款超聲波金屬指紋手機更值得關注。

　　手機界的「超聲波指紋識別」究竟為何物？

　　通俗一點來說，該技術依然是指紋識別功能，只不過因為搭載了配備超聲波技術的高通驍龍820晶元。其最大的好處是感知多種材料，如金屬，藍寶石等，局限性沒有那麼多了。

　　超聲波指紋識別技術被稱作第三代指紋識別技術的代表，相比第一代和第二代指紋識別技術，進步還是相當明顯的。

　　第一代指紋系技術採用光學識技術，由於光不能穿透皮膚表層（死性皮膚層），所以只能夠掃描手指皮膚的表面，或者掃描到死性皮膚層，但不能深入真皮層。在這種情況下，手指表面的乾淨程度，直接影響到識別的效果。

　　第二代指紋識別採用電容感測器技術，利用硅晶元與導電的皮下電解液形成電場，指紋的高低起伏會導致二者之間的壓差出現不同的變化，藉此可實現準確的指紋測定。但是由於感測器表面是使用硅材料容易損壞，導致使用壽命降低。以及通過指紋的山谷和山脊之間的凹凸來形成指紋圖像的，因而對臟手指或濕手指等困難手指識別率低。

　　第三代指紋識別採用射頻技術，分為無線電波探測與超聲波探測兩種，其原理都與探測海底物質的的聲納類似，是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態的。

　　具體一點講，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波（超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同）。因此，利用皮膚與空氣對於聲波阻抗的差異，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置。

　　超聲波技術所使用的超聲波頻率為1×104Hz-1×109Hz，能量被控制在對人體無損的程度（與醫學診斷的強度相同）。

　　相比於第一代和第二代，超聲波指紋識別技術優點明顯，手指無需與指紋模塊相接觸，因而不會對手機的外觀造成太大影響。

　　比較而言，按壓電容感測器做出的是二維指紋圖像，而超聲波掃描可以對指紋進行更深入的分析採樣，甚至能滲透到皮膚表面之下識別出指紋獨特的3D特徵。

　　不需要電容感測器或者按鈕，可以隱藏於多種材質表面之下，比如玻璃、塑料甚至金屬。同時，掃描指紋的精度也不受手指污垢、油脂以及汗水的影響。如果你手有水、汗液等情況下，依然能夠準確的識別，這點是蘋果Touch ID所不能媲美的。

　　舉個簡單的例子：前兩代指紋識別技術關注的是解鎖的速度和精度，但對於用戶來說，可能面臨的煩惱是，比如冬天手指脫皮，指紋識別就失效了。第三代的指紋識別技術中的超聲波指紋識別則在識別深度上取得了突破，3D掃描技術掃描指紋，可以穿過手指表皮，形成更精密仔細的分析。

　　發展隱憂

　　但硬幣的另一面，則是對於安全的隱患。對於指紋識別技術來說，最大的安全隱患是每個人只有一套指紋，而且不像密碼那樣可以隨時換。也就是說，採用了指紋識別技術的設備/服務的任何一個指紋數據泄露就等於全盤泄露。此點，即便是作為第三代指紋識別技術的超聲波指紋識別也難以倖免。

　　但超聲波指紋識別技術的進步在於，相比於第一代和第二代指紋識別技術，因為可實現3D指紋識別技術，其安全性要大幅領先。未來發展成熟時，超聲波感測器可以掃描到指紋表面的溝壑以及底層組織，因此僅憑一張指紋的平面圖是無法矇混過關的。

　　但對於任何一項新技術，都沒必要因噎廢食。儘管「道高一尺，魔高一丈」，對於黑客們來說，破解之路永遠沒有盡頭。但對於普通用戶來說，除了加強自身的安全意識外，更多的是要享受新技術帶來的便利和體驗。

　　超聲波指紋識別的未來

　　手機行業：

　　採取超聲波的掃描方式，不需要電容感測器或者按鈕，可以隱藏於多種材質表面之下。基於此技術，手機廠商可推出不需要Home鍵的智能手機，也可以把指紋識別做得更加靈活，比如放到手機屏幕上、邊框上等，進一步提升屏佔比。

　　不僅僅手機，未來還可被應用於許多其他的領域。

　　身份識別：

　　典型的應用為二代身份證登記個人指紋信息後，公安機關和社會用證單位可以通過核驗指紋，能夠快速、準確地進行「人證同一性」的認定，可以有效防範冒用他人居民身份證，以及偽造、變造居民身份證等違法犯罪行為的發生，更好地保護公民合法權益不受侵害。畢竟相較於第一代和第二代指紋識別技術，超聲波指紋識別因為其深度和3D技術，可以有效的防止人體的指紋因季節性變化導致的不同。

　　車鑰匙：

　　汽車免鑰入車系統也可能成為另一個重大的市場。現代人已經離不開手機，將手機變成車鑰匙，設想正在成為現實。但對於汽車來說，安全是第一位的，手機和超聲波指紋識別的技術可以有效解決此類問題。畢竟超聲波指紋識別在其識別深度，以及3D技術上可以確保安全性，相比於前兩代指紋識別技術，替代汽車鑰匙的可行性較高。如果能解決成本問題，以及和汽車企業的合作協同問題，那麼，汽車免鑰時代就要隨著超聲波指紋識別技術而到來了。