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　　科普指纹识别：安全和快捷使手机选择指纹成为必然

　　指纹识别：一项又炫又酷的生物识别技术，以往只见于一些军事、高科技领域，以前我们只在资料或电影里可见。现在这一技术已经具备了进入寻常百姓间的运用条件。每个人都有自己的秘密，在电影《手机》中，主角将手机称为了“炸弹”。这个“炸弹”什么时候被引爆，这就是持机人信息外泄的时候，从而也是其体无完肤的时候。

　　为此，利用生物的独特性，实现信息的排他功能。各种技术应运而生，主要包括指纹识别和虹膜技术等。今天我们重点来科普一下指纹识别的技术。

　　指纹录入的几种技术路线及优劣

　　世界上没有二片相同的树叶，人的指纹也是，但是如何快捷准确的获取个人的指纹信息，就是这一技术的关键。获得良好的指纹图像是一个十分复杂的问题。因为用于测量的指纹仅是相当小的一片表皮，所以指纹采集设备应有足够好的分辨率以获得指纹的细节。目前所用的指纹图像采集设备，基本上基于三种技术基础：光学技术、半导体硅技术、超声波技术。

　　一、光学技术

　　借助光学技术采集指纹是历史最久远、使用最广泛的技术。将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件（CCD）上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

　　光学的指纹采集设备有明显的优点：它已经过较长时间的应用考验，一定程度上适应温度的变异，较为廉价，可达到500DPI的较高分辨率等。缺点是：由于要求足够长的光程，因此要求足够大的尺寸，而且过分干燥和过分油腻的手指也将使光学指纹产品的效果变坏。

　　二、硅技术

　　英文：CMOS，20世纪90年代后期，基于半导体硅电容效应的技术趋于成熟。硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，利用手指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差，形成8bit的灰度图像。

　　硅技术优点是可以在较小的表面上获得比光学技术更好的图像质量，在25px×37.5px的表面上获得200~300倍的分辨率（较小的表面也导致成本的下降和能被集成到更小的设备中）。缺点是易受干扰，可靠性相对差。

　　三、超声波技术

　　为克服光学技术设备和硅技术设备的不足，一种新型的超声波指纹采集设备已经出现。其原理是利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同），因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹脊与谷所在的位置。

　　超声波技术所使用的超声波频率为1×104Hz~1×109Hz，能量被控制在对人体无损的程度（与医学诊断的强度相同）。超声波技术产品能够达到最好的精度，它对手指和平面的清洁程度要求较低，但其采集时间会明显地长于前述两类产品。

　　手机指纹识别：为什么选择了硅技术

　　目前，硅技术成为手机指纹识别选择的主要路线，这主要是在于消费者对于这一智能终端的使用习惯。

　　我们可以看到现在比较广泛运用的指纹打卡机，选用的一般都是光学技术。因为它对于产品的尺寸要求不像手机那么严格。可是因为光学技术采集的是平面图片，现在也出现很多作弊方式，其中在网上订个假指膜就可以轻松骗过机器。超声波技术也是由于其尺寸及采集时间等原因，目前也没有办法成为手机指纹识别的主流。

　　从理论上讲，如果现在的电容式触摸屏的精度足度，将可以替代现在的专门指纹识别模组来实现对于个人指膜的采集，但是从当前技术来看，要想准确快捷的实现这一功能，电容屏还需要一些时日。且其成本也会上升。所以专门的手机指纹识别模组在手机的信息安全领域还可以独领风骚几年。

　　现在的硅技术用于手机的指纹识别模组目前有按压式和滑动式两种。前者比后者要准确但要贵很多。苹果使用的是前者，三星选择的是后者。随着相关的配套应用相继被开发出来。如直接通过指纹识别验证的网上支付等已经可以实现。手机已经从“炸弹”变成了个人移动的“柜员机”。

　　相信在不久以后，像网上办公，网上商务申请需要验证身份的运用也会实现。同时，一些便捷化的操作，也可以通过手机的指纹识别键来实现，如一键开机、一键上网等。通过这个模块的运用，将会使用我们的手机应用也变得更简单。再展望一下，一些更新的运用，如通过指纹来进行相亲交友，进行远程医疗等服务，相信也不会仅仅是梦想。