屏下指紋盛行當下,手機解鎖方式經歷變化你知多少?|屏下指紋|虹膜...

2020-12-15 騰訊網

[PConline 資訊]2019年,統計機構Strategy Analytics旗下的AppOptix發布了有關安卓手機用戶每天的解鎖次數和亮屏數據。數據顯示:安卓手機用戶平均每天要解鎖65.8次,累計看屏幕的時間達到4小時。這還只是國外的數據,國內可能還不止。尤其近段時間因為疫情的折騰,全國手機用戶估計每天累計解鎖過百次,看屏幕能達到6小時......

手機在我們生活當中越來越重要,同時手機裡面的東西也非常重要。無論是資金,還是相冊,又或者是一些聊天記錄等隱私。所以我們需要一把鎖來鎖住我們的手機。我們的手機每次使用都需要解鎖,可大家對保護你隱私的這把鎖有過研究嘛?

智能機時代,第一代的鎖就是移動滑塊解鎖

2007年1月9日,史蒂夫·賈伯斯再舞臺上演示初代iPhone。當手指拖動滑塊進入主界面的時候,一個時代就這麼著被打開了。早期的智能機時代,大家都不太注重安全性,也許是思維還停留在功能機的按*鍵解鎖。

這麼簡單的一把鎖,也只是為了防止誤觸而已。但也是從這時開始,各大系統都開始注意鎖屏,也在這方面開始下功夫了。

3G時代,智慧型手機九宮格式解鎖

隨著智慧型手機進入3G時代,手機裡面的個人隱私也開始多了起來,簡單的滑塊解鎖已經無法保護隱私了,而在當時的各大系統都加入了新的解鎖方式。當Apple的工程師通過四位數的密碼解鎖時,安卓採用了九宮格式的解鎖方式。

在那個手機的娛樂性並不是非常強的年代,很多人都樂此不疲的嘗試著千奇百怪的圖案,相比之下,iOS的密碼解鎖就弱爆了。在那個時代,人們都執著於這九個點的連線。或許當時都認為連線越複雜越安全,誕生了各種千奇百怪的解鎖方式。比如五角星,不過絕大多數的圖案還只是一個「Z」或者「L」,就像iOS的四位數密碼基本都是「1234」和「0000」一樣。

4G時代,指紋解鎖方方面面

到目前為止,應用最廣的就是指紋解鎖了。第一臺搭載了指紋識別技術的手機是Moto推出的Motorola Atrix 4G(國內叫做MB860)它首次出現在2011年1月5日的CES上,並於該年份的第一季度開始銷售。它搭載了英偉達的Soc Tegra2而且是首個720P PenTile排列的手機。最重要的是,它有一個指紋識別模塊。

根據媒體的說法,這個手機的指紋解鎖是滑動式的還需要按照固定方向移動,所以反響平平。這款手機也是第一款可以通過HD multimedia dock接到屏幕來使用桌面模式的手機,但是這並不在我們今天討論的範圍內。

而下一款搭載了指紋識別的手機,則要等到兩年之後,在iPhone 5S的發布會上,隨著Apple不斷強調安全性,觸控ID被介紹了出來。我們所熟知的正面按壓式的指紋識別正式出現在我們面前。

根據Apple官方的說法:「蘋果聲稱指紋識別信息不會上傳雲端或進行備份,並只會存儲在蘋果A7晶片中的Secure Enclave內,且只有指紋識別系統才可以訪問數據。另外由於iPhone 5s採用電容按壓式讀取技術,因此能識別對象是否活體」。不過根據Wikipedia相關條目,Chaos Computer Club透過超高解析度(2400dpi)掃描指紋,再翻轉然後用厚碳粉1200dpi高解析度列印在透明膠片上,之後用乳膠製作模子,溼潤模子再印上去即成功破解。

而安卓陣營再次搭載指紋識別,也僅僅在一個月之後,2013年的10月14日。HTC One Max正式發布,這次加入的背部指紋識別,可以解鎖手機或者打開指定應用。然鵝由於iPhone 5S過于震撼,導致了指紋識別很糟糕的HTC反響糟糕,甚至一度被評為雞肋。

安卓陣營真正有正面按壓式指紋識別還得等到2014年末。魅族發布了魅族MX4Pro。但是不可否認的是,魅族的指紋識別是安卓領先的。而且還是國產的Goodix技術,至此,指紋識別開始不斷普及甚至才百元機上都會見到搭載指紋識別的身影。

隨著科技的發展,在2018年的CES上,vivo率先搭載的屏下指紋識別技術,無疑讓眾人為之震撼,我們又一次見到了國產之光的閃耀。vivo X20 Plus UD搭載的是光學指紋識別,指按在指紋採集器上後,內部的光源將光線打到手指上,經過手指反射後匯集到識別器上,獲得指紋圖像。

由於當時的技術不成熟,註冊指紋通常需要花費半分鐘,識別率也有待提高。但是隨著技術發展,迄今為止,屏下指紋已經成為了旗艦手機的標配,不管是解鎖速度還是準確率,都和一般的指紋解鎖不相上下了。

人臉解鎖這些應用知多少?

在2011年發布的Android 4.0中,谷歌就已加入人臉識別的功能。受硬體所限,只能通過算法,用前置攝像頭記錄面部信息進行識別。初期算法簡陋,導致使用照片就能解鎖,再加上第三方廠商並不重視,所以普及度不高。

北京時間2017年9月13日凌晨1點,蘋果CEO蒂姆·庫克在賈伯斯劇院發布了iPhone X。iPhone X取消了歷代iPhone沿用十年的home鍵,並推出全新的「Face ID」取代曾經基於home鍵的「Touch ID」。

iPhone X首創的「Face ID」採用的是名為面部深度感知的方案,核心即為臉部進行3D建模,通過屏幕上方劉海內置的一整套識別系統來實現,包括:紅外鏡頭、泛光感應元件、距離傳感器、環境光傳感器及點陣投影儀等,這套系統被蘋果稱為「原深感攝像頭系統」。這套系統與普通2D人臉識別最大的區別就是,它在錄入人臉信息時,需要用戶向各個方向轉動頭部來錄入立體的面部信息而普通2D人臉識別僅用一張照片。

Face ID在採集用戶面部信息時,點陣投影儀會投射35000個不可見的點來捕獲準確的面部數據,進而創建用戶面部的深度圖;另外它還會捕獲用戶面部的紅外圖像,並結合深度圖來進行比對,從而為用戶解鎖手機。

3D結構光是目前手機人臉解鎖的最佳方案,它的安全性能夠達到支付級別,但仍有極少數的案例爆出,例如雙胞胎成功解鎖對方的Face ID。至今為止,雖然Face ID爆出過不少新聞,蘋果仍在新款iPhone中繼續使用該方案。

除開被破解的風險,Face ID最大的缺點在於需要大量元件配合,而這些元件又會佔用巨大空間,導致手機屏幕上方需要留出部分區域放置元器件,令人窒息的「劉海」由此誕生。

同年9月,華為發布新機Mate 20系列。在Mate 20 Pro上,華為同樣也搭載了3D結構光技術。值得稱讚的是,華為的3D結構光技術和蘋果同樣是自研,做到了「掌握核心技術」。

2018年是安卓人臉識別功能的「復活」年,各大廠重新開始重視這項功能。由於成本和技術限制,大部分手機依舊採用老一套的前置攝像頭採集信息,並使用算法來解鎖的方法。隨著AI的加入,及各家工程師對算法不斷進行優化,使得目前的2D人臉識別已經具有一定的識別能力,較大概率能夠避免「照片解鎖」。

不同於前代搭載的3D結構光,華為Mate 30 Pro的人臉識別方案改為使用兩顆前置的ToF鏡頭來採集用戶的3D面部信息,而這套方案的缺點顯而易見:在同樣距離下,ToF方案的解析度不如3D結構光,顯然華為認識到了這項問題,在涉及最高安全性的支付等方面,採用3D人臉+屏下指紋的雙重支付方案,應是考慮到ToF方案解析度不高,才採用屏下指紋加強防護。ToF方案還有另外的問題:功耗較大,但並沒有對整機續航產生太多影響。

一些比較花哨解鎖的方式

近年來,虹膜識別技術逐漸進入大眾視野。相比應用更廣泛的指紋識別,虹膜識別最大的優點就在於其識別信息的不可複製性,從而大幅度提升安全性。而虹膜識別的應用範圍也體現了它的高安全性,高度保密場所例如銀行等金融機構,多應用虹膜識別。而科幻電影中,最高機密常常也設置為虹膜識別解鎖。

在手機上使用虹膜解鎖,最早可以追溯到微軟的Lumia950XL。2015年10月16日登場的Lumia 950 XL首次將虹膜識別作為解鎖方式,並搭配Windows Hello來使用。但由於各種原因,Lumia 950 XL最終和虹膜識別一樣,僅為曇花一現。

2016年8月2日,一款產品橫空出世:三星GalaxyNote 7。這是三星發布的第一款搭載虹膜識別的手機,但三星仍保留了正面實體指紋識別,這一點和接下來兩款S系列機型保持一致,不過因為某些原因,這款產品最終遺憾退市。

距三星Note 7發布半年後,三星推出了Galaxy S8。該產品搭載前置虹膜解鎖及後置指紋識別,或許是因為指紋識別模塊後置,Galaxy S8的虹膜解鎖使用率相較前兩款搭載該功能的機型提高很多。而令人遺憾的是,三星也並未在自家產品上堅持使用虹膜解鎖。

在全面屏浪潮下,各家廠商都在致力於減少屏幕上方元器件佔用空間,虹膜解鎖因此被取消。三星Galaxy Note 9成為目前為止最後一款搭載虹膜識別的手機。在此之後,安卓手機的解鎖方式進入屏下指紋時代。

除了虹膜解鎖,還有掌紋解鎖、方向解鎖

2019年的MWC大會上,LG發布了新品LG G8 ThinkQ。該款產品通過前置ToF鏡頭識別掌心紋路,實現掌紋解鎖。但遺憾的是,由於實現方式的原因,ToF鏡頭並不能達到太高的安全性,同時在解鎖速度和識別率上也遠不如成熟的指紋識別。LG還為其命名「Hand ID」,卻未能達到「Touch ID」和「Face ID」的高度。

圖源:外媒Phonearena,LG G8 ThinkQ

相比前兩個看上去很有逼格的解鎖方式,還有方向解鎖。所謂方向解鎖,就是通過一個朝四到八個方向滑動的序列(向上、向下、向左或向右)來解鎖屏幕。該功能搭載於三星Galaxy S6的系統設置輔助功能中。但也許是因為這種解鎖方式並不怎麼好用,在後來的手機系統中也沒再出現。

總結與展望

快速、便捷、高安全性永遠是解鎖方式的重點,無論怎麼發展,這些因素是不會改變的。或許在將來,會出現各種各樣的解鎖方式,或許會通過靜脈解鎖,或許會通過聲紋解鎖……也許我們目前所淘汰的方式,經過升級後會成為更安全的解鎖方式。

相關焦點

  • 一張紙 1s 解鎖指紋手機,你還相信屏下指紋解鎖安全嗎?
    越來越多的手機紛紛轉向了使用屏下指紋解鎖來完善智慧型手機的開啟功能,非常方便。但是大家有沒有想過因為是光亮的屏幕難免會留下指紋的痕跡,如果其他人拿到你的手機並且輕鬆地完成解鎖,你還相信屏下指紋解鎖安全嗎?
  • 前置、後置及人臉解鎖方式多樣,真正做到完美的還是vivo屏下指紋
    同時,伴隨著廠商把手機正面屏幕越做越大,屏佔比率迅速提升,指紋識別放置位置也開始發生變化,出現了花樣百出的方案,比如說從一開始的普遍前置,到後置、側面、還有乾脆取消掉的。今天我們就來總結下市面上主流手機指紋位置的優劣。前置指紋不必多說,這是從指紋識別功能興起後所有手機普遍採取的方案,也是大家最熟悉、最習慣的解鎖位置。
  • 人臉識別VS屏下指紋,此消彼長才是硬道理?
    為了更好的與智慧型手機相配合,指紋晶片廠商和指紋模組供應商都在不斷的進行技術改進。在手機指紋識別解鎖大行其道的同時,其他的生物科技也競相進擊手機解鎖識別領域,如三星大力熱捧虹膜識別,蘋果在iPhone X之後,也開始在人臉識識別上大下功夫。近期,vivo攜屏幕指紋版高調上場,利用屏下指紋解鎖技術參與到手機生物識別解鎖的競爭中來。
  • 郭明錤:iPhone 13將將採用屏下指紋解鎖
    在安卓手機上,屏下指紋已經是一種相當常見的功能,但蘋果手機在取消Home鍵之後,卻一直沒有採用屏下指紋解鎖,僅支持人臉識別。3D人臉識別雖然安全性高於屏下指紋,不過有時候卻難免有些不便。據天風國際分析師郭明錤爆料,今年屏下指紋解鎖的主流是超薄屏下指紋,這種指紋解鎖技術的成本是光學屏下指紋的2到3倍,但帶來的體驗卻沒有明顯提升。因此,2021年的主流解鎖方式將會變回光學屏下指紋。
  • 全面屏手機已成標配,屏下指紋技術會存活多久?
    目前主流手機的屏佔比已經達到了90%左右,手機正面沒有空間再容得下HOME鍵。因此,在手機解鎖方式上出現了一些變化,屏下指紋成為新的解鎖方式。屏下指紋技術讓用戶只需要用手指按壓屏幕就能實現指紋解鎖,並且還能免去手機開孔,讓機身更加一體化。
  • 屏下指紋與3D面部識別同臺競技 後者更能代表手機未來
    據悉,該指紋傳感器具有識別速度比3D面部識別更快、任意情景下可安全地解鎖設備等特點,搭載Synaptics新光學指紋傳感器的機型已實現量產,即將面市。iPhoneX發布之前,許多人認為全面屏設計會讓蘋果使用屏下指紋,不過事實證明iPhoneX拋棄了指紋識別轉而使用3D面部識別Face ID作為新的解鎖方式,加之Synaptics屏下指紋量產的消息,一時間,智慧型手機未來使用3D面部識別還是屏下指紋技術成為了業界討論的焦點。
  • vivo X21屏下指紋,月產能達到5000K,不一樣的創新
    當時vivo X21發布會的邀請函就已經提前揭示了一切,「FAU」更是深入人心:「F」代指的是Full Screen(全面屏);「A」代指的是AI(人工智慧);「U」則代指的是Under Display(屏幕指紋技術)。 更值得一提的是「屏幕指紋解鎖」,不需要挖槽、開孔,將手指按壓在位於手機正面的屏幕指紋位置,便可解鎖。
  • BOE(京東方)推高解析度屏下指紋識別解決方案
    全面屏手機市場的爆發,讓屏下指紋識別技術日漸成為高端旗艦手機的標配。日前,BOE(京東方)推出了可應用於AMOLED顯示領域的屏下指紋識別解決方案,為全面屏手機帶來更好的體驗。當前,屏下指紋識別成為屏幕指紋技術的主流方案。
  • BOE(京東方)推出高解析度屏下指紋識別解決方案
    BOE(京東方)日前推出了可應用於AMOLED顯示領域的屏下指紋識別解決方案,為全面屏手機帶來更好體驗。當前,屏下指紋識別成為屏幕指紋技術的主流方案。據悉,BOE(京東方)研發的屏下指紋識別技術採用小孔成像原理,提升解析度的同時,還能讓智慧型手機實現更高的屏佔比。相較於其他光學式屏下指紋識別技術,BOE(京東方)指紋圖像解析度高達800PPI,可實現汗孔級識別精度,對假指紋有效檢出率高達99.3%,不僅安全性高,還適用於溼手指、高低溫、強光、屏幕貼膜等多種應用環境。
  • 匯頂科技CTO:摺疊屏做屏下指紋難度不大 NB-IoT在Q2量產
    屏下指紋指紋識別的手機目前已經是主流旗艦手機的標準配置了,根據IHS Markit預測,未來屏下指紋手機將迎來更大的爆發,目前市場主要以光學指紋為主,在2019年預期出貨量將達到1.75億部。而屏下指紋的推動者就是匯頂科技。華為Mate 20 Pro 、小米9、vivo NEX等諸多你耳熟能詳的產品,均搭載了來自匯頂科技的光學屏下指紋解決方案。
  • 京東方揭秘屏下指紋識別技術:小孔成像原理
    京東方揭秘屏下指紋識別技術:小孔成像原理 2019年07月01日 09:51作者:李普拉斯編輯:李芹文章出處:泡泡網原創   指紋識別技術一直被廣泛的應用於智慧型手機中,不僅可以實現屏幕的解鎖,還擁有金融支付等功能。
  • 手機指紋解鎖的工作原理是什麼
    現在的智內行機都融合了指紋解鎖功效,平安機能獲得了大幅度的晉升;當前有屏下指紋、後置指紋以及側面指紋三種解鎖方法。   2019公布的手機大多接納了屏下指紋解鎖,側面指紋與後置指紋解鎖的手機較少;由此看來,屏下指紋解鎖才是來日的開展趨向。   指紋解鎖的工作道理是什麼?   信賴非常多小同伴都有此問題,本日就為朋友們偏重疏解一下。   指紋解鎖包括三品種型,電容式、光學式以及超聲波式。
  • 手機行業凜冬已至 vivo燃起屏下指紋烈火
    vivo首款可量產的屏幕指紋識別手機    不過,就在全面屏手機的解鎖方式陷入僵局的時候,中國手機廠商vivo卻迎難而上、積極進取,終於克服了全面屏時代的解鎖難題,為我們帶來了全面屏手機完美的解鎖方案——屏幕指紋識別。
  • 手機行業凜冬已至 vivo燃起屏下指紋熊熊烈火
    iPhone X「劉海」 不過,由於逐利心太強,眾多廠商都忽略或是放棄探索全面屏最需解決的難點——指紋識別解鎖,手機巨頭蘋果的iPhone X由於配備了全面屏而放棄了指紋識別,轉而使用Face ID面部識別,一眾安卓廠商則是「開歷史倒車」
  • 匯泰龍發布首款屏下指紋智能鎖,厚度僅1.0cm!
    發布會上,匯泰龍CEO徐振忠先生介紹,手機行業近期新技術層出不窮,iPhone X的人臉識別技術和小米8的屏下指紋識別技術均受到了廣大消費者的關注,而匯泰龍在這兩項技術上的研發及在智能鎖上的應用均有了重大突破
  • 手機指紋解鎖改善了我們的生活,那麼其工作原理是什麼呢?
    如今的智慧型手機都配備了指紋解鎖功能,安全性能得到了大幅度的提升;目前有屏下指紋、後置指紋以及側面指紋三種解鎖方式。今年發布的手機大多採用了屏下指紋解鎖,側面指紋與後置指紋解鎖的手機較少;由此看來,屏下指紋解鎖才是未來的發展趨勢。指紋解鎖的工作原理是什麼?
  • 屏下指紋「三國殺」,看行業巨頭匯頂怎麼用專利狙擊對手
    來源|知呱呱研究院文|Lemontea屏下指紋技術是智慧型手機實現全面屏時一種重要的解決方案,可以在手機屏幕上比對指紋,實現手機解鎖。關於屏下光學指紋晶片技術,行業巨頭匯頂最近再次向競爭對手發起專利戰。這次,並不是去年那場專利戰的續集——被告是臺灣神盾股份有限公司。
  • 深圳貝特萊科技展出屏下指紋識別
    轉眼間我們的2017隻剩下最後一個月了,而今回望整個智慧型手機市場,全面屏手機無疑是最熱門的。雖然全面屏帶來的視覺震撼是傳統16:9屏幕所不能及的,但是它也帶來了一個問題,那就是背部指紋識別使用起來頗為不便。
  • 蘋果終於將跟進屏下指紋 預估iPhone 13回歸Touch ID
    當然,也有很多人抱怨為何蘋果遲遲不肯跟進屏下指紋技術,如今這些可能在明年的iPhone 13上成為現實。蘋果終於將跟進屏下指紋其實蘋果不配備屏下指紋的原因很簡單,按照蘋果的調性,每增加一個功能或者模塊如果不能培育創新生態(賺更多的錢),甚至還要增加成本,這種不划算的事兒蘋果肯定是不會幹的
  • 小米8到底用的是誰的屏下指紋,雷軍沒說,供應商卻吵起來了!
    這七件產品每一件都值得購買,但是最受關注,最讓米粉瘋狂的肯定是小米8探索版,搭載高通旗艦處理器驍龍845,3D結構光、屏下指紋,這也是全球首款將這兩種技術集成在一起的手機。售價只有3699元,貴不貴?3D結構光不用多說,小米8探索版是安卓陣營全球首發,屏下指紋則早就出現了,vivo的X20 Plus UD和X21 UD版、華為Mate RS保時捷都提供屏下指紋,如果再加上vivo APEX,小米8隻是第5款。