出了大糗的谷歌新机,敲响了指纹识别的安全警钟

近期在海外手机市场要说哪款机型最为“热门”,显然就非谷歌Pixel 6a莫属了。

一方面,作为谷歌最新的Pixel系列中端机型,Pixel 6a不仅换用了与旗舰Pixel 6系列一样的全新外观,更首次采用了与高端产品同款的Tensor SoC,在“性价比”方面比拟以往有着极大的提升。

另一方面,在热卖的同时,Pixel 6a也“不负众望”地爆出一个又一个奇奇怪怪的BUG和短板。而在这些BUG傍边,“屏下光学指纹”的重大安全隐患,无疑是最为值得关注和解析的。

最早揭露这个问题的,是一位海外评测博主。一次他偶然发现,本身的Pixel 6a竟然可以其他人的指纹解锁,但他们均表示此前从未碰过这台手机。同时在其指纹设置里,也确实只有一个已被注册的指纹信息。

继他将相关视频发布到网上后,自然也引发了其他用户的关注和效仿。很快,另一位博主成功复现了类似的BUG,他用本身的右手拇指注册了Pixel 6a的指纹锁,然后用(没有注册)的左手拇指去解锁,结果是屏幕瞬间亮起、并顺利解锁。

很显然,事情发展到这一步,就已经不能用“偶发BUG”来解释了。那么问题就来了,为什么会出现这一现象呢?

首先必需说明的是,谷歌方面在调校Pixel 6a的指纹识别模块时,必定是出现了失误的。但这个“失误”又并非完全是软件层面的问题。事实上它本身所反映出的,还有屏下光学指纹模块这一硬件,所特有的、工作原理上的缺陷。

想必许多伴侣都知道,目前智能手机上的指纹识别模组,从原理上大致可以分为三类,别离是电容式指纹识别、超声波指纹识别,以及光学指纹识别。

所谓电容式指纹,就是当用户将手指放在传感器上时,传感器就会给皮肤表面“充电”。此时由于指纹凹凸不服的特性,凸起处(指纹的“脊”)与传感器间的距离会更近,而凹陷处(指纹的“沟”)与传感器间的距离则会更远。这样一来,两者与传感器平面之间就会产生不同的电压差(电荷差)。通过检测这些电压差信号,电容式指纹识别传感器就能检测出指纹上每一道“脊”和“沟”的形状及长度。

正式因为这样的工作原理,也就意味着电容式指纹识别模组工作时必需紧贴皮肤,因此就没法做成“屏下指纹”,只能以按键的形式存在于手机上。

比拟之下,超声波指纹的原理要更简单直接一些。它会先通过一个发射器向手指发射超声波,超声波触及到指纹后会回弹。此时,指纹上的凹凸信息自然会导致回弹的超声波信号出现时间上的差异,所以通过接收器(也就是声呐)接收回弹的超声波信号不仅能描绘出指纹的形状,甚至理论上还可以测得指纹凹凸的深浅程度。而这,也是为什么超声波指纹识别有时也会被称之为“超声波3D指纹”的原因。

最后,光学指纹识别的原理其实反而是最简单易懂的。它在工作时先会用一个较强的光源将手指面照亮。此时指纹处的皮肤因为有厚度差异,厚的地方(也就是指纹的脊)就会比薄的地方(指纹的沟)透光性更差、颜色更深一些。

接下来,光学指纹识别传感器就会直接拍摄贴在屏幕上的手指,并通过分析图像中的色彩深浅变化得到一张“指纹图像”,借此作为判断指纹信息的依据。

超声波指纹的清晰度可以做到非常高的程度

到这里大家可能已经发现,无论电容式指纹识别还是超声波指纹识别,它们所测得的指纹都是能够直接反映深浅形状的“3D立体信息”。唯独只有光学指纹识别测得的不仅是2D平面图像,并且严格意义上来说,其测量对象甚至并不是“指纹的形状”,而是“用户指纹压在玻璃上时,从下方照亮所形成的影子的形状”。

这也就意味着,与电容式、超声波指纹识别的测量结果比拟,光学指纹识别天生就存在分辨率低、信息量少的短板。大家如果仔细观察就会发现,带有“屏下光学指纹识别”功能的机型解锁反应速度通常都很快,甚至有时会比电容式、超声波式的指纹识别方案更快。

这,其实就是真正出问题的地方了。

因为光学指纹识别天生就存在着测量分辨率低、信息量少的问题,所以厂商遍及都需要使用到“算法”对其进行增强。在这些算法中,有一部分旨在强化光学指纹识别传感器“拍”到的图像解析力,但也有一部分其实就是以降低指纹识别传感器对比的精确度为代价、使得其“下判断”速度更快。

因为分辨率低,所以必需降低判断对比的门槛,因此就可能会出现“误判”。而这也就是此次Pixel 6a屏下光学指纹识别“出糗”的底层逻辑。事实上,也正是所有光学指纹识别传感器共有的技术缺憾。

比拟之下,无论电容式还是超声波指纹识别,因为一次检测得到的指纹信息量更多、需要对比的信息量更大,所以这些指纹识别技术才会似乎“反应更慢”一些。但从安全的角度来说,电容和超声波指纹识别的可靠程度,却是光学指纹识别目前难以比拟的。

“三易生活”(ID:IT-3eLife),作者:三易菌,经。

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