生物识别，你用着还好吗？

作者｜赵晨希

题图｜三星Galaxy S10，视觉中国

最近，三星、谷歌都遇到了一些麻烦。

首先是三星，10月17日，据英国《太阳报》报道，一位英国的三星用户，将自己在eBay上购买的屏幕保护膜贴到Galaxy S10手机上后，任何人都能解锁她的Galaxy S10手机。

两天后，中国银行发布《关于临时关闭三星部分手机型号手机银行指纹服务的公告》，公告称，为保障用户的登录安全，中国银行手机银行（包括境内版个人手机银行、境外版个人手机银行、企业手机银行）已暂时关闭Galaxy S10和Galaxy Note 10两款手机以及Tab S6平板的指纹登录功能。

随后，国内应用支付宝、微信，以及韩国网上银行KakaoBank、韩国信用卡等金融机构，也紧急停用了上述问题机型的指纹支付功能。消息爆出后，有韩国消费者反应，两个月前，自己购买的Note10手机就存在上述问题。

另一边，就连谷歌最新发布的Pixel 4、Pixel 4 XL，也中枪了。

尽管在Pixel 4、Pixel 4 XL注意事项提示中，谷歌坦诚了面部解锁的一些弊端，用户在使用人脸识别的时候，可以佩戴浅色眼睛或太阳镜；如果你看着手机，可以在你不想打开时打开它；当你睁开眼时，如果手机举到你面前，其他人可以打开你的手机；和你长得很像的人，可以解锁你的手机......

但来自BBC的消息显示，Pixel 4手机在用户闭着眼睛，睡着的情况下也能解锁，这意味着不管你愿意不愿意，是否处于清醒的状态，任何人都可以拿着你的手机实现解锁。

其实，无论是三星的指纹解锁，还是谷歌的面部识别功能，都属于生物识别的一种。生物识别大致包括：指纹识别、人脸识别、虹膜识别、语音识别、掌纹识别、步态识别等。当然，不同的生物识别，譬如，指纹识别与面部识别在技术的实现路径上，有着很大的差异。

先从指纹识别讲起。

文章开篇提到的三星Galaxy S10系列，是2019年三星Galaxy旗舰系列的主推产品，今年年初发布后，曾在业界引起较大的关注度。这其中，一个最主要的原因在于，三星Galaxy S10系列是全世界第一款采用高通第三代超声波指纹技术的手机。

没错，无论是三星还是其他手机厂商的指纹识别技术，大部分来自于产业链的解决方案，三星也不例外。目前，手机硬件的指纹识别解决方案主要有三种技术，电容式指纹识别技术、光学式指纹识别技术、超声波式指纹识别技术。

其中，电容式、光学式指纹识别技术发展历史较早，在手机厂商中最为常用，商用化程度最高。超声波指纹识别技术发展历程最短，技术迭代从2015年的第一代，2017年的第二代，到2019年的第三代，也就是今年，才实现了大规模的商用。

MWC 2015大会上，高通首次发布了移动端基于超声波技术的3D指纹认证解决方案。2016年，乐视的乐Max 2、小米5S手机，就采用了高通第一代超声波指纹识别技术，只不过第一代超声波指纹识别技术成熟度不高，且采用的是Under Glass，也就是玻璃下指纹识别技术方案。

MWC 2017大会期间，高通又联合vivo，在vivo Xplay6手机上搭载了高通第二代超声波指纹识别技术。相比于第一代技术，高通称，在水、油环境下，传感器识别、穿透能力更强了，传感器可以通过1200微米OLED屏幕进行指纹扫描、录入、匹配，而第一代对金属、玻璃的穿透能力只有400微米。

值得注意的是，第二代针对的是OLED屏幕，对LCD这种厚度更高的屏幕无能为力。不过，无论是第一代技术，还是第二代技术，都仅仅是对市场的一个初级、简单的试水。小米、vivo后续产品中都没有继续使用高通的技术，该技术也没有在手机厂商中实现大范围推广。

这背后的原因可能是，技术成本高、技术难度较大，以及传感器灵敏度等。譬如，小米5S发布后，遭到网友吐槽指纹解锁不好用。印度indiatoday网站消息称，vivo放弃高通转向Synaptics的光学式解决方案，主要是因为传感器灵敏度问题。

以上，或许都从侧面说明了，在当时高通超声波指纹技术尚未成熟，还不能大规模商用。直到近期，三星Galaxy S10系列搭载的高通第三代超声波指纹识别技术出现安全问题，让很多人感到疑惑，高通的超声波指纹识别技术到底是一项什么技术？和其他光学式、电容式指纹识别技术又有什么区别？

超声波，顾名思义指频率高于20000赫兹的声波。由于其穿透能力强，可以在夜晚、白天不同光线的环境下，穿透水、乳液、油脂层，读取到指纹信息。高通曾称，超声波指纹识别技术比光学式指纹技术，识别更快，更准确。

因为光学式指纹技术，是通过光捕捉到指纹的2D、平面信息，而超声波指纹技术是通过超声波捕捉到指纹的3D、立体信息。具体来讲，当你的手触碰到手机表面的玻璃时，会产生电脉冲，电脉冲激发传感器发出声波。声波发送到指纹上，再反弹回传感器，完成指纹信息的识别、验证。

我们知道，人的指纹就像山脉，有凸起的脊，也有凹下的谷，脊和谷之间的声波压力读数不同，所以，返回到传感器的读数可以展现细节丰富的指纹3D图像。此外，超声波可以监测到人手指部的血液流动，这样，就避免了假指、克隆指纹等解锁手机。

理解了超声波指纹技术电容式、光学式就相对容易了。前几年，像苹果、华为Home键指纹解锁，手机背部、侧面的指纹解锁，都是电容式指纹识别技术。将手置于传感器上方，传感器根据指纹电容变化、电荷数不同，形成图像，从而识别、验证指纹身份。

光学式则是，通过手指触摸屏幕，点亮屏幕固定区域的光源，光线发射至手指指纹，再反射回传感器，传感器根据反射光形成指纹图像。光学式与电容式各有优缺点，譬如，光学式依赖屏幕的光源，一般多用于OLED屏幕。光学式、电容式，解锁易受温度、灰尘、水分的影响。

值得注意的是，被称为“最安全”的第三代超声波指纹识别，自推出以来，也出现了一些问题。

Imgur一篇文章中，用户darkshark通过在酒杯上拍摄的指纹照片，进行Photoshop处理，制作出3ds Max模型，成功欺骗了Galaxy S10系列的超声波指纹扫描器。用户darkshark担忧，支付与银行，越来越依赖于指纹传感器的身份验证，而他可以在不到3分钟的时间内完成整个过程。

既然，三种指纹识别的安全性都存在安全隐忧，且有值得质疑的空间，那么，面部识别会不会更好一些。

2017年苹果推出年度新品iPhone X，这也是苹果首次放弃一直沿用的Home键、指纹解锁，采用了全新的面部识别解锁技术Face ID（结构光），并在后续，引发了手机厂商们扎堆推出具有面部识别功能的手机。

事实上，手机端面部识别也大致分为三种技术，分别是RGB双目、结构光、TOF（Time of Flight飞行时间）。双目技术，就是通过对眼睛区域，拍摄的不同照片，计算出视差。而结构光和TOF都利用了光学原理。

其中，结构光利用激光器将数万个具有一定结构的光线，投射到人面部，再通过红外摄像头收集信息，计算出位置不同的深度信息；TOF则是向人面部，发射光脉冲，再通过传感器机收人脸部反射回来的光线，在光速已知的情况下，计算不同位置往返时间，从而得到不同位置的深度信息。

抛开三种面部识别技术上的差异，手机端的人脸识别安全吗？

在2017年，苹果公司刚推出iPhone X Face ID不久，越南一家网络安全公司就声称，能够使用面具绕过苹果iPhone X的Face ID功能。这个面具通过3D打印、化妆、2D图像组合制作而成，在演示视频中使用该面具解锁了iPhone X。

同时，Face ID在识别双胞胎方面一直有Bug，Mashable网站曾经做过一个Face ID双胞胎评测视频，在测试中，首先让其中一个双胞胎注册，并确保注册成功，可以顺利解锁，然后再让另一个双胞胎解锁。

在Mashable的两轮测评中，Face ID显然不能有效应对双胞胎。随后，Face ID这个双胞胎的梗，也被不同国家的评测媒体拿到实锤。尽管苹果官方发布的Face ID白皮书中显示，Face ID的随机解锁率为一百万分之一，Touch ID的随机解锁率为五万分之一。

但用户在实际使用过程中，随时有意外情况发生。譬如，《连线》杂志曾经报道，一个十岁的孩子解锁了母亲Sana Sherwani的新款iPhone X，同时也解锁了父亲Attaulluh Malik的设备。

不过，用户也不必过度担忧，无论指纹识别，还是面部识别，在大部分情况下，还是具有一定的安全系数的。美妆Vlog博主James Charles曾尝试用浓妆来欺骗Face ID，却失败了，Face ID很好地识别出机主身份，手机被顺利解锁。

面部识别会受到硬件配置、硬件参数，如硬件传感器，软件、风控、AI算法等因素的影响，此外，受限于手机硬件空间的大小，线下端的面部识别有时会比手机端更准确一些。譬如，支付宝在线下支付系统，采用的是面部＋虹膜，即眼纹技术和面部识别两种技术结合的方式，提高识别准确率。

10月23日，三星宣布更新了软件补丁，以修复Galaxy S10系列和Galaxy Note 10系列智能手机上的超声波指纹识别漏洞。谷歌也承诺会在未来几个月中，更新系统。

“生物识别当然值得信赖，最近的一些新闻把系统安全、数据安全和活体安全混在一起了，如果细看的话，会发现根本不是这么危言耸听。另外，也没有100％的绝对安全，安全问题历来都是攻防对抗不断升级的，所以安全系统的设计也从来不是单点依赖。“一位面部识别专家这样说。