为什么说虹膜识别比指纹识别更安全不太可能取代指纹识别?


  自从去年拥有超高屏占比的铨屏

小米MIX发布以来现在全面屏已经成为众多智能手机厂商竞争追逐的“风口”,不论是三星S8/Note 8、夏普S2还是即将发布的苹果iPhone 8、华为Mate10等高端旗舰机都无一例外的选择了全面屏。不过随之而来也引发了一些争议,比如该采用何种指纹识别技术技术(光学式屏内指纹还是超声波指纹亦或是后置指纹),甚至苹果iPhone 8还传出了将采用人脸识别技术技术代替指纹识别技术的消息就现在来看,屏内指纹识别技术并不成熟想通过其他生物识别方式来取代指纹识别技术也还为时尚早。估计在未来一年以内后置Coating指纹识别技术方案仍将是全屏手机的首选方案。

  1、指纹识别技术技术原理

  胎儿期的四个月指纹开始慢慢形成直到 14 岁指纹基本定型,之后主要是出现一些轻微变形并且每個人的指纹纹路是唯一的。指纹识别技术技术就是利用纹路的唯一性通过采集指纹图像并进行比对指纹特征来识别身份。


  指纹的信息采集主要包括类型、坐标、方向等参数然后辅以端点、分叉点、孤立点、短分叉、环等这些细节特征。指纹的特征分总体特征和局部特征总体特征是指人眼直接观察到的特征,如基本纹型、核心点、三角点、纹数等;局部特征是指指纹上的节点如分叉点、终止点、Φ心点、三角点等。以上特征都会被用到指纹识别技术当中但端点、分叉点用得较多,通常算法都要记录它们的位臵和方向


  用户茬运用指纹识别技术指之前需要先采集指纹,并对采集的指纹进行 DSP 图像处理生成细节清晰的指纹图像。然后对指纹特征进行提取将提取的指纹特征作为模板保存。在验证阶段用户首先要采集指纹,然后系统自动与指纹库模板对比并给出对比结果。


  2、主流指纹识別技术技术分类

  (1)电容式指纹识别技术  电容式指纹识别技术是利用手指皮肤表面作为一极脊线和谷由于与芯片表面距离不一樣,形成不一样的电容值从而电容式指纹识别技术传感器获得指纹图像信息。


  电容式指纹识别技术对于湿手指和脏手指的识别较弱原因是手指或者芯片表面有水、汗液等杂物,使脊线和谷无法与传感器充分接触导致电容值偏弱。电容式指纹识别技术第一次采集指紋需要多次按压这是因为现在按压式采集会有采集指纹面积小的问题,需要多次按压拼出较大面积的指纹图像获得合格的指纹图像之後,还需要通过算法对图像进行强化和细化获得比较清晰的图像,然后进行特征提取用户之后再次运用指纹识别技术时,只要通过特征点校对手机就自动解锁。


  电容式指纹识别技术又分盖板式、coating 镀膜式、隐藏式三种①盖板是指芯片保护材料是蓝宝石、玻璃或者陶瓷的电容式指纹识别技术;②Coating 镀膜是指在指纹芯片表面镀一层保护膜,相对于盖板更容易磨损但成本比较低;③隐藏式又分三种,Under Glass 需偠在玻璃盖板上挖盲孔现在工艺要求高,良率比较低;In Glass 将 Sensor 融合进玻璃之中工艺难度大,现在极少有厂商量产;Under Cover Glass 方案达到电容识别极限现在效果一般。


  (2)超声波指纹识别技术

  超声波指纹识别技术的原理与声呐相似先发出超声波,然后接收靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态具体来讲就是利用超声波穿透材料的能力,根据不一样材料产生的回波来区分指纹脊线与谷所在的位置


  超声波指纹识别技术能够穿透金属,玻璃等材料能够在不开孔的情况下实现屏下指纹识别技术。同时超声波指纹识别技术受手指表媔的污垢、水等的影响较小,依旧能够准确识别

  现在超声波指纹识别技术主要是高通在做。早在2015年的时候高通就推出了自己的超聲波指纹识别技术技术。2016年9推出的小米5s就是首款采用此方案的智能手机产品这也是超声波指纹识别技术技术首次被成功运用于智能手机仩。但是从用户的反馈来看其识别率还是存在一些问题,特别是对于干手指而且超声波指纹识别技术模组的成本也比较高。随后的小米旗舰机也没有继续采用高通的超声波指纹识别技术技术


  在今年的MWC上海展上,高通推出了新一代指纹识别技术技术可以实现屏幕內指纹识别技术,并且能侦测心跳与血流高通称,其新的超声波指纹识别技术技术已经可以穿透1.2mm的OLED屏、0.8mm的玻璃、0.65mm的金属后盖这也意味著高通的第二代超声波指纹识别技术可以放到金属后盖的里面,而后盖不需要开孔(可能需要减薄)就可以实现指纹识别技术。

  不過高通的第二代超声波指纹识别技术现在尚未量产,特别是支持屏下指纹的超声波方案据说最快也要明年初才会上市。

  (3)光学指纹识别技术

  光学指纹识别技术是现在运用最广泛的指纹识别技术技术比如之前很多的考勤机、门禁都采用的就是光学指纹识别技術技术。它的原理是将手指放在光学镜片上手指在内臵光源照射下,用棱镜将其投射在电荷耦合器件上进而形成脊线呈黑色、谷呈白銫的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。但由于需要较长的光程和足够大的尺寸到现在为止在智能手机中运用较少。並且光学指纹识别技术只能扫描到死性皮肤层不能深入真皮层所以容易受指纹的洁净程度影响。


  而现在新的光学指纹识别技术技术嘟主要是针对智能手机来做的其抛弃了传统的光学指纹的光学系统,转而借用手机屏幕幕幕的光线来作为光源这其中就分为了两种类型,一种是基于OLED屏规划的另外一种则是基于LCD屏来规划的。现在主流的搞定方案就是通过可以自发光的OLED屏来做光学指纹而LCD无法自法光,需要用到背光而且整个模组很厚,这也使得想实现LCD屏下指纹识别技术就变得非常困难(OLED可以做的很薄)不过这种方案依然有厂商在做,因为其面对的市场更为广阔

  现在包括传闻中的苹果,以及汇顶、新思、费恩格尔、迈瑞微等厂商都在研究可用于智能手机的可實现屏幕内指纹识别技术的光学指纹识别技术方案。
  短期内不需要担心指纹识别技术被其他生物识别方式取代指纹识别技术渗透率還将继续上升。因为各种识别方式都有优缺点和使用场景缺陷多种识别方式可选是未来手机生物识别的发展方向。

  Synaptics 在 CES 2017 正式开幕之前宣告了一套新的综合性生物识别技术将传统的指纹识别技术、面部识别整合在一起,可为智能手机、平板机、

带来更大的方便和更高的咹全用户就可以选择自己最喜欢或者运用最方便的方式解锁设备。相关生物识别技术公司也在朝这个方向发展

  安卓阵营代表厂商彡星发布的旗舰机 Galaxy S8 带有指纹识别技术、脸部识别、虹膜识别比指纹识别更安全这三种生物识别方式,用户可以根据不一样的场景运用不一樣的方式据网上爆料,华为即将发布的高端机华为 Mate10 也将携带多种识别方式其中包括虹膜识别比指纹识别更安全、指纹识别技术。而传聞中的iPhone 8很可能也将会同时支持指纹识别技术和人脸识别技术
  高端旗舰机所运用的功能和技术代表手机未来发展方向,智能终端的生粅识别功能将向多种方式共存发展同时,虹膜识别比指纹识别更安全、人脸识别技术等生物识别技术也有着自身的缺点所以指纹识别技术技术短期内不存在被其他生物识别技术替代的可能。

  1、虹膜识别比指纹识别更安全的优缺点及使用情况

  由于虹膜的不变性和唯一性虹膜识别比指纹识别更安全技术成为身份识别的重要方式。虹膜识别比指纹识别更安全技术通过人体独一无二眼睛虹膜的特征来識别身份虹膜特征匹配的准确性甚至超过了 DNA 匹配。


  优点:①运用方便;②可靠性高;③不需物理的接触

  缺点:①很难将图像獲得设备的尺寸小型化;②设备造价高;③镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低;④一个自动虹膜识别比指纹识别更安全系统包含硬件囷软件两大模块:虹膜图像获得装臵和虹膜识别比指纹识别更安全算法。分别对应于图像获得和模式匹配这两个基本问题


  使用情况:全球首款虹膜识别比指纹识别更安全手机是富士通 Arrows NX F-04G,当用户要开启进入休眠状态的手机时只要按下电源或 Home 键开启触控屏,再短暂凝视即可解锁要比过去的图形或输入密码的方式更具安全性。同时由于该机还配有红外线镜头和 LED 红外照明灯所以即便在光线昏暗的地方也能够运用。之后运用虹膜识别比指纹识别更安全技术比较有代表性的是三星 Galaxy Note 7、微软 Lumia 950/Lumia 950 XL 和 vivo X5Pro它们有一个共同点,那就是不仅有虹膜识别比指纹識别更安全也有指纹识别技术最新发布的三星手机三星 Galaxy S8 有三种生物识别,脸部识别、虹膜识别比指纹识别更安全和指纹识别技术


  利用已建成的人脸特征模板与被测者的面像进行特征分析,根据分析的结果来给出一个相似值通过这个值即可确定是否为同一人。


  優点:①非接触式运用方便;②识别精度高;③采集方便,成本较低

  缺点:①人脸的不变性比较差;②不一样场景的运用容易受光線等原因影响;③安全性低

  使用情况:脸部识别是使用最为广泛的生物识别方式,在企业考勤方面、在线金融业务中运用较为多泹是在安全性比较高的使用场景下运用较少。脸部识别手机较多三星 S8 也带脸部识别功能。

  3、指纹识别技术手机出货年复合增长将超20%指纹识别技术渗透率将不断提升

  2013 年,苹果公司推出首款采用 Touch ID 指纹识别技术技术的iPhone手机 iPhone 5S随后指纹识别技术技术就在智能手机市场快速普及。经过 3 年多的快速发展指纹识别技术已经在千元低端机普及开来。


  根据 Sigmaintell 数据显示2016 年全球指纹识别技术手机出货量达到 6.4 亿部,相比 2015 年的 3.76 亿部同比增长 70%今年一季度,全球搭载指纹识别技术智能手机出货量约 1.8 亿部占全球智能手机总出货量的 53.7%,同比上升 18%


  另據旭日大数据的资料显示,2015 年全球智能手机指纹识别技术渗透率达 25%国内智能手机渗透率 26%;但到了 2016 年指纹识别技术手机的渗透率急剧上升,国内渗透率为 61%国际渗透率为 43%,国内渗透率远高于国外其中,安卓体系中的指纹识别技术手机出货量达到 4.37 亿部同比增长 181%,这主要是洇为国内安卓手机厂商加速指纹识别技术在中低端智能手机中的普及根据旭日大数据预测,到 2020 年全球指纹识别技术渗透率将达到 88%,全浗指纹手机将达到 14.6 亿部而安卓体系指纹手机将达到 12.76 亿部。全球指纹识别技术手机出货量的年复合增长率将在 20%左右

  但我们认为,指紋识别技术手机出货量的增长将超出旭日大数据的预测因为渗透率的提升主要在于指纹识别技术在低端机中的快速普及,然而指纹芯片價格战已经打响有些厂商的芯片最新报价有的在 1.5 美元以下,这将加速指纹识别技术在低端机中的普及全球指纹识别技术手机出货量年複合增长率将超过 20%。同时有数据显示 2017 年第 1 季度,国内指纹识别技术渗透率达 78%国际渗透率达 51%,今年全年国内指纹识别技术手机渗透率有朢超过前期70%的预测

【环球科技综合报道】Galaxy S8作为三星紟年上半年的第一款旗舰手机受到了大家的瞩目。当大家还在讨论S8拥有的更宽视野全视曲面屏以及新增的颜色之时或许我们应该换一個角度看一看S8有什么不同,这就要从虹膜识别比指纹识别更安全的鼻祖说起了

比指纹/人脸识别都厉害

比起令人惊艳的高屏占比全视曲面屏以及新增的烟晶灰配色,虹膜识别比指纹识别更安全更像是S8里的一个技术宅他常常隐匿于背后但实力不俗,可以负责任的告诉你它仳指纹/人脸识别都要厉害。

随着手机在生活中扮演的角色越来越多安全已经越来越受到企业与消费者的重视,这也是S8配备虹膜识别比指紋识别更安全的重要意义之一相比指纹识别,虹膜识别比指纹识别更安全的安全性与便捷性都要更高

虽然指纹识别已在无论中高低端掱机中普及,但他对手指的清洁度、干燥度要求很高一旦用户的手指沾染上了污渍、洗完的手未擦干或是沾有油污都会影响其识别准确率。而每次指纹采集时都会在采集器上留下用户的指纹痕迹,增大了其被复制的可能而人脸识别最大短板在于存在被照片蒙骗的可能性。

相反虹膜识别比指纹识别更安全则不存在这些问题,从便捷性的角度来看在使用S8的虹膜识别比指纹识别更安全解锁时,我们无需栲虑手指要放置在手机的前面还是背面而是只要用眼睛看一下前置的虹膜识别比指纹识别更安全摄像机便可以完成解锁。而根据媒体报噵指纹识别的误识别率为0.8%、人脸识别的误识别率为2%,虹膜识别比指纹识别更安全误识别率则只有0.000001%这样一来便减少了重复解锁的次数。

洏从安全性来看别人可以在你熟睡时用你的手指去解锁,但不能把你的眼睛扒开去解锁手机吧另外,指纹识别能够被复制而虹膜识別比指纹识别更安全则需要活体的虹膜信息,一旦眼球被剥离人体之后虹膜则会随着瞳孔放大失去活性从而无法解锁。难道S8的虹膜识别仳指纹识别更安全就只能用于解锁吗

其实,随着移动支付的兴起S8已经将虹膜支付加入到了三星Pay之中,在支付时眼睛看一眼摄像头,僦能完成支付与此同时,它还能够帮你记住网站的密码第一次登陆某网站账号之后,下一次只要刷一下眼睛就可以直接登陆了相比哽广视野的屏幕以及全新的配色,虹膜识别比指纹识别更安全是不是更有意思呢

根据研究机构的数据显示,2015年虹膜识别比指纹识别更安铨市场占有率仅有7%而到了2020年,这一份额将会提升至16%根据另一项数据显示,虹膜识别比指纹识别更安全在金融领域的应用产值也将从2015年嘚1.23亿元提升至2019年的6.57亿元

种种迹象显示,S8所搭载的虹膜识别比指纹识别更安全将会是未来更安全、便捷的发展趋势很快虹膜识别比指纹識别更安全也会覆盖中高低端手机,成为像指纹识别一样普及的技术

在Windows 10中微软引入虹膜识别比指纹識别更安全为主的生物识别技术来代替密码;微软旗下旗舰手机Lumia 950和Lumia 950 XL都搭载了基于Windows Hello的虹膜识别比指纹识别更安全功能。在应用中微软应该可鉯说是虹膜识别比指纹识别更安全的力推者。

而在Android阵营也有支持虹膜识别比指纹识别更安全的产品,比如中兴的AXON天机以及努比亚新发布嘚布拉格 S有人预言说,虹膜识别比指纹识别更安全未来在手机上将成为比指纹识别更为普及的生物识别方案。然而这有可能吗

虹膜識别比指纹识别更安全的优势有哪些?

虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分是眼球中瞳孔周围的深色部分,其包含有很多楿互交错的斑点、细丝、冠状、条纹等等细节特征而虹膜识别比指纹识别更安全则是直接对人眼前部的虹膜进行扫描,从而实现生物识別的目的

相比较另一个眼部识别方案——视网膜识别来说,由于后者扫描的是眼睛后部静脉的血管图案因此在精度方面要更胜一筹。泹其缺点也正在于此因为它对于硬件的要求更高一些,而虹膜识别比指纹识别更安全则不存在该问题普通手机摄像头就可以完成。从硬件的角度上说虹膜识别比指纹识别更安全的门槛要低很多。这也是为什么微软能够通过升级的方式让之前推出的Lumia手机或PC也用上虹膜识別比指纹识别更安全的原因

为什么说虹膜识别比指纹识别更安全不太可能取代指纹识别?

而虹膜识别比指纹识别更安全最主要的优势还昰在于具有更高的安全性就信息量来讲,虹膜是指纹的4.5倍更适合用来做生物识别。而且虹膜识别比指纹识别更安全的过程会采集虹膜昰否随瞳孔收缩而震颤还会通过调整光照环境来检测瞳孔是否随之变化。这就意味着必须要是活体才能够成功识别录像、照片等是无法拿来破解的。

并且人类的虹膜和视网膜也是生而不同的具备唯一性和不可复制性。手机上的指纹识别虽然也发展到了活体检测的级别不过由于指纹太容易被采集和利用,相比较眼部识别在安全性上还是要差一些。

而且无论是近视眼、白内障等眼部疾病,都不会影響到虹膜的完整性而指纹识别的劣势是手指皮肤一旦被磨损或潮湿,就有可能导致指纹识别实效

除此之外,虹膜识别比指纹识别更安铨的另一个优势在于无需给手机特别开孔也不会额外占手机内部用空间来配置指纹识别模块,直接利用原有的摄像头就可以

可为什么峩们对虹膜识别比指纹识别更安全还是不满意?

尽管在安全性上虹膜识别比指纹识别更安全可能能够胜过指纹识别,但是需要明确的是指纹识别在当下的流行,不仅仅在于它让设备更安全更在于它在易用性上也达到了一定高度。

就拿iPhone来说其将Touch ID模块直接做在Home键里,按壓即可实现解锁这对用户而言不存在什么学习成本,直接上手就能用并且实体键设计让用户甚至在黑暗环境和手机放在口袋里时,仍嘫可以快速实现解锁

而虹膜识别比指纹识别更安全在易用性上则有点问题。首先它需要你的眼睛对准手机摄像头并且要保证一定的距離(实测距离需要在30公分左右,过远则不能识别)这就对握持姿势有一定的要求,不像指纹识别那么方便除此之外,虹膜识别比指纹識别更安全的成功几率还和环境光线、眼部遮挡有一定关系虽然现阶段Lumia950已经可以实现在暗光环境下和佩戴墨镜的前提下成功识别,但是仍然存在着较高的延迟和较低的成功率等问题解锁速度仍达数秒。而反观部分指纹识别手机的解锁速度已经达到了0.5秒甚至更低这就使嘚虹膜识别比指纹识别更安全在“快准稳”三个要素方面,都不如指纹识别来的方便

更主要的是,部分搭载虹膜识别比指纹识别更安全嘚手机为了便于用户验证还会专门设计两个定位框来引导用户对准眼部。这点就好像当年的人脸识别一样初衷是好的,但是在大部分場合当中把手机举起来以对准眼睛和面部的举动还是显得有些浮夸(另一个例子就是语音识别)。偶尔玩玩可以实际体验比指纹识别還是差了很大一截。

虹膜识别比指纹识别更安全有用武之地但不会取代指纹

总的来说,易用性和用户习惯是虹膜识别比指纹识别更安铨想要大规模普及的主要难题。看看指纹识别在安全性上它不一定比数字密码强到哪里去,但是易用性和人性化程度上却完爆前者这財是指纹识别能够在iPhone5s之后形成潮流的关键。而往后与移动支付的结合更是进一步加固了指纹识别在手机上的地位。

更别说指纹识别的丅一个发展方向就是隐藏式,直接将识别模块做进屏幕里这样一来,对于手机开孔和设计也就不再有影响虹膜识别比指纹识别更安全嘚优势又少了一项。

另外虹膜识别比指纹识别更安全虽然硬件门槛较低。但是其仍然需要在摄像头周边另外配备红外发射器以及接收器才能保证低光下的虹膜识别比指纹识别更安全,本身又会带来一定的硬件和开发成本、量产产能及工业设计能力方面的困扰毕竟手机囸面开孔过多也不是件讨喜的事情。

这也就是为什么说虹膜识别比指纹识别更安全在技术上虽然更为领先和炫酷,但其在手机等移动设備上的应用还是无法匹敌指纹识别的原因至少在最近几年,虹膜识别比指纹识别更安全更多还是个噱头和玩具而无法成为主流。

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