愛伊米

出了大糗的谷歌新機,敲響了指紋識別的安全警鐘

近期在海外手機市場要說哪款機型最為“熱門”,顯然就非谷歌Pixel 6a莫屬了。

一方面,作為谷歌最新的Pixel系列中端機型,Pixel 6a不僅換用了與旗艦Pixel 6系列一樣的全新外觀,更首次採用了與高階產品同款的Tensor SoC,在“價效比”方面相比以往有著極大的提升。

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另一方面,在熱賣的同時,Pixel 6a也“不負眾望”地爆出一個又一個奇奇怪怪的BUG和短板。而在這些BUG當中,“屏下光學指紋”的重大安全隱患,無疑是最為值得關注和解析的。

最早揭露這個問題的,是一位海外評測博主。一次他偶然發現,自己的Pixel 6a竟然可以其他人的指紋解鎖,但他們均表示此前從未碰過這臺手機。同時在其指紋設定裡,也確實只有一個已被註冊的指紋資訊。

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繼他將相關影片釋出到網上後,自然也引發了其他使用者的關注和效仿。很快,另一位博主成功復現了類似的BUG,他用自己的右手拇指註冊了Pixel 6a的指紋鎖,然後用(沒有註冊)的左手拇指去解鎖,結果是螢幕瞬間亮起、並順利解鎖。

很顯然,事情發展到這一步,就已經不能用“偶發BUG”來解釋了。那麼問題就來了,為什麼會出現這一現象呢?

首先必須說明的是,谷歌方面在調校Pixel 6a的指紋識別模組時,肯定是出現了失誤的。但這個“失誤”又並非完全是軟體層面的問題。事實上它本身所反映出的,還有屏下光學指紋模組這一硬體,所特有的、工作原理上的缺陷。

想必許多朋友都知道,目前智慧手機上的指紋識別模組,從原理上大致可以分為三類,分別是電容式指紋識別、超聲波指紋識別,以及光學指紋識別。

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所謂電容式指紋,就是當用戶將手指放在感測器上時,感測器就會給面板表面“充電”。此時由於指紋凹凸不平的特性,凸起處(指紋的“脊”)與感測器間的距離會更近,而凹陷處(指紋的“溝”)與感測器間的距離則會更遠。這樣一來,兩者與感測器平面之間就會產生不同的電壓差(電荷差)。透過檢測這些電壓差訊號,電容式指紋識別感測器就能檢測出指紋上每一道“脊”和“溝”的形狀及長度。

正式因為這樣的工作原理,也就意味著電容式指紋識別模組工作時必須緊貼面板,因此就沒法做成“屏下指紋”,只能以按鍵的形式存在於手機上。

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相比之下,超聲波指紋的原理要更簡單直接一些。它會先透過一個發射器向手指發射超聲波,超聲波觸及到指紋後會回彈。此時,指紋上的凹凸資訊自然會導致回彈的超聲波訊號出現時間上的差異,所以透過接收器(也就是聲吶)接收回彈的超聲波訊號不僅能描繪出指紋的形狀,甚至理論上還可以測得指紋凹凸的深淺程度。而這,也是為什麼超聲波指紋識別有時也會被稱之為“超聲波3D指紋”的原因。

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最後,光學指紋識別的原理其實反而是最簡單易懂的。它在工作時先會用一個較強的光源將手指面照亮。此時指紋處的面板因為有厚度差異,厚的地方(也就是指紋的脊)就會比薄的地方(指紋的溝)透光性更差、顏色更深一些。

接下來,光學指紋識別感測器就會直接拍攝貼在螢幕上的手指,並透過分析影象中的色彩深淺變化得到一張“指紋影象”,藉此作為判斷指紋資訊的依據。

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超聲波指紋的清晰度可以做到非常高的程度

到這裡大家可能已經發現,無論電容式指紋識別還是超聲波指紋識別,它們所測得的指紋都是能夠直接反映深淺形狀的“3D立體資訊”。唯獨只有光學指紋識別測得的不僅是2D平面圖像,並且嚴格意義上來說,其測量物件甚至並不是“指紋的形狀”,而是“使用者指紋壓在玻璃上時,從下方照亮所形成的影子的形狀”。

這也就意味著,與電容式、超聲波指紋識別的測量結果相比,光學指紋識別天生就存在解析度低、資訊量少的短板。大家如果仔細觀察就會發現,帶有“屏下光學指紋識別”功能的機型解鎖反應速度通常都很快,甚至有時會比電容式、超聲波式的指紋識別方案更快。

這,其實就是真正出問題的地方了。

因為光學指紋識別天生就存在著測量解析度低、資訊量少的問題,所以廠商普遍都需要使用到“演算法”對其進行增強。在這些演算法中,有一部分旨在強化光學指紋識別感測器“拍”到的影象解析力,但也有一部分其實就是以降低指紋識別感測器對比的精確度為代價、使得其“下判斷”速度更快。

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因為解析度低,所以必須降低判斷對比的門檻,因此就可能會出現“誤判”。而這也就是此次Pixel 6a屏下光學指紋識別“出糗”的底層邏輯。事實上,也正是所有光學指紋識別感測器共有的技術缺憾。

相比之下,無論電容式還是超聲波指紋識別,因為一次檢測得到的指紋資訊量更多、需要對比的資訊量更大,所以這些指紋識別技術才會似乎“反應更慢”一些。但從安全的角度來說,電容和超聲波指紋識別的可靠程度,卻是光學指紋識別目前難以比擬的。

【本文圖片來自網路】