古代指紋技術(shù)的應(yīng)用

　　“指紋”技術(shù)能得到長足發(fā)展，和一個(gè)極其關(guān)鍵的哲學(xué)問題有關(guān)：怎么證明我是我？

　　古老而神秘的東方巨龍，是公認(rèn)的“指紋”發(fā)源地。早在秦漢時(shí)期，中國就開始盛行一種名為“封泥”的土法子：官員們?yōu)榱朔乐刮臅凰讲穑瑫?huì)將寫有文書的木牘用繩子捆住，封以粘土，再按上自己的印章或指紋，接收的官員只要看到粘土上的指紋完好無損，就知道中途無人拆過。當(dāng)人們每天照常拆開封上泥的文書時(shí)，并沒有意識(shí)到，指紋身上的歷史車輪，已經(jīng)悄然轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　唐代時(shí)期，指紋被官員和百姓們廣泛用于文書、契約的落款上，開始初步具備“證明我是我”的作用；時(shí)至宋代，已經(jīng)出現(xiàn)鄉(xiāng)村豪強(qiáng)通過偽造指紋來霸占良家田地的“高智商犯罪”。而這起惡性案件，最終也因?yàn)?amp;ldquo;指紋”這一關(guān)鍵證據(jù)而被偵破。這意味著，當(dāng)時(shí)的指紋識(shí)別技術(shù)（人眼），已經(jīng)足以分辨出“是誰按的”以及“是不是當(dāng)時(shí)按的”這兩個(gè)關(guān)鍵維度的差異。

　　在中國將指紋利用得越來越廣泛的同時(shí)，外國人也沒閑著。1892 年，遠(yuǎn)在大西洋沿岸的阿根廷，警方也根據(jù)留在門上的血污拇指印作為證據(jù)成功抓獲了兇手，并將“指紋”作為定罪的重要憑據(jù)。很遺憾，在這方面，他們比中國整整晚了 800 年。

　　在“指紋識(shí)別”乘上現(xiàn)代技術(shù)的高鐵之前，還被中國人開發(fā)出一個(gè)非常有趣的“土用法”。

　　1936 年，寧夏省在省內(nèi)推行居民證制度。但當(dāng)時(shí)的相機(jī)技術(shù)還未進(jìn)入民用領(lǐng)域，給每個(gè)居民都拍張照片實(shí)在是太燒錢，怎么辦呢？機(jī)智的官員想出一個(gè)妙招：辦理證件時(shí)，讓居民把雙手交給工作人員查看，工作人員按順序記下每只手指的特征。手指肚的紋路是同心圓的，記為 “O”，紋路不是同心圓的，記為 “X”；將這樣得到的一組 XXXOOXOOXO 數(shù)據(jù)記錄在身份證上，作為居民的身份識(shí)別工具。在這里，指紋僅僅通過數(shù)量的累計(jì)，就讓“差異性”達(dá)到了指數(shù)級(jí)的暴增，得以成為居民們最早期的“身份證號(hào)”。

　　然而，和很多古代技術(shù)一樣，指紋的廣泛應(yīng)用雖然是從中國開始，但相關(guān)現(xiàn)代技術(shù)的積累和爆發(fā)，全都是拜西方人的功勞。19 世紀(jì)，英國人收集了大量中國和日本的陶器文書，對(duì)上面的手指印產(chǎn)生興趣并展開了研究。在 19 世紀(jì)末，英國人首次提出了“指紋具有唯一性”這一重磅觀點(diǎn)。在此之外，他們還順手證實(shí)了另一位學(xué)者在二十年前提出的一個(gè)理論：指紋終身不會(huì)變。

　　如果說，日后指紋技術(shù)的發(fā)展速度如火箭一般迅速的話，那么在這一刻，它的燃料已經(jīng)裝填完畢了。

　　現(xiàn)代指紋技術(shù)的飛速發(fā)展

　　果然沒過多久，標(biāo)志著現(xiàn)代指紋學(xué)誕生的《指紋學(xué)》正式出版了；次年，另一個(gè)英國人以《指紋學(xué)》為依據(jù)建立了“指紋分類規(guī)則”，并在短短十幾年間被英德美法多個(gè)國家納為規(guī)范，不久后 FBI（美國聯(lián)邦調(diào)查局）也參與進(jìn)來，主導(dǎo)將美國公民的指紋印上卡片并建立指紋庫。到了 1969 年，僅 FBI 收集的指紋就覆蓋了 1600 萬人。而經(jīng)驗(yàn)豐富的 FBI 也開始意識(shí)到人工搜集指紋太過繁瑣，于是申請(qǐng)與美國國家標(biāo)準(zhǔn)局共同研發(fā)指紋識(shí)別技術(shù)，目前許多大型的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)（AFIS）的公司也在此時(shí)創(chuàng)立和發(fā)展起來。20 世紀(jì) 90 年代初，我國也成功研制出了指紋識(shí)別系統(tǒng)。

　　在當(dāng)時(shí)的世界范圍內(nèi)，指紋識(shí)別暫時(shí)只應(yīng)用于刑偵領(lǐng)域，并沒有人意識(shí)到，這項(xiàng)新技術(shù)將如后來的智能手機(jī)一樣席卷全球。

　　進(jìn)入 21 世紀(jì)，指紋漸漸進(jìn)入民用領(lǐng)域。2003 年，富士通推出了第一款帶有指紋識(shí)別的手機(jī)，但由于傳感器限制，只能采用刮擦式的識(shí)別方式，意義大于實(shí)際，沒有在市場(chǎng)引起波瀾。不過值得注意的是，富士通采用的技術(shù)正是來自之后你我熟知的 AuthenTec 。

　　2012 年，蘋果收購 AuthenTec 公司，業(yè)界震動(dòng)；一年后 iPhone 5s 正式發(fā)布，將真正“好用”的指紋識(shí)別帶到了大眾面前 —— 這一次，指紋識(shí)別終于回到了最初的樣子，像“在文書上按手印”一樣方便、自然，無需任何學(xué)習(xí)成本。

　　兩年后，華為 Mate 7 作為第一款 Android 指紋識(shí)別手機(jī)正式發(fā)布，這一次的方案來自瑞士公司 FPC，但由于指紋模塊被放在了背面，受到不少吐槽。

　　2014 年 12 月，魅族發(fā)布了第一款國內(nèi)帶有正面按壓式指紋的 Android 手機(jī) MX4 Pro ，這一次，指紋識(shí)別技術(shù)來自國內(nèi)的匯頂科技。

　　其實(shí) MX4 Pro 的指紋識(shí)別在實(shí)現(xiàn)過程上與 iPhone 并不相同；然而在實(shí)現(xiàn)結(jié)果上卻和 iPhone 相差無幾，MX4 Pro 上優(yōu)秀的表現(xiàn)一時(shí)間為兩家公司帶來空前關(guān)注。至此，指紋識(shí)別技術(shù)已成 AuthenTec 、FPC、匯頂三足鼎立之勢(shì)，搭載指紋識(shí)別的智能手機(jī)也如春筍相繼冒出。

　　2016 年 6 月，魅藍(lán)3s 通過 699 的售價(jià)把指紋識(shí)別帶進(jìn)了百元機(jī)時(shí)代，為指紋識(shí)別“從土辦法的廣泛應(yīng)用，到化為電子技術(shù)并再次被廣泛應(yīng)用，最終走進(jìn)千家萬戶、成為一項(xiàng)人人都能用上的技術(shù)”的歷程畫上了圓滿的句號(hào)。

　　指紋識(shí)別的未來

　　前面說到，20 世紀(jì)時(shí)，F(xiàn)BI 不堪統(tǒng)計(jì)之重負(fù)，敦促大家一起研發(fā)自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)，一路剎不住車地從刑偵領(lǐng)域飆到了民用領(lǐng)域，進(jìn)入民用領(lǐng)域之后，指紋識(shí)別技術(shù)在硬件方面主要經(jīng)歷了四個(gè)階段。

　　光學(xué)識(shí)別

　　光學(xué)是最早期的指紋識(shí)別技術(shù)，只需要簡單地將傳感器的光線照射到手指表面獲取紋路，作為識(shí)別的數(shù)據(jù)。公司打卡和門禁系統(tǒng)大都采用這種技術(shù)。在使用這種技術(shù)的機(jī)器面前，你可以看到一個(gè)綠色或紅色的小底燈照射在采集區(qū)域。

　　由于光學(xué)識(shí)別只能止步于皮膚的表皮層，受手指是否干凈的影響比較大。更嚴(yán)重的是，光學(xué)傳感器可以接受偽造的指紋。目前，缺陷纏身的光學(xué)識(shí)別開始逐漸被淘汰。

　　半導(dǎo)體識(shí)別

　　半導(dǎo)體識(shí)別是目前最主流和成熟的識(shí)別技術(shù)，分為“電容識(shí)別”和“射頻識(shí)別”。前者利用電容檢測(cè)指紋的凹凸，雖然還是對(duì)手指的干凈程度有較高要求，但好在已經(jīng)具備了分辨 活體/偽造 指紋的能力，是目前指紋識(shí)別手機(jī)普遍采用的方案；后者使用微量的射頻信號(hào)穿透手指的表皮層獲取里層的紋路，是各家手機(jī)廠商下一步進(jìn)化的方向。

　　超聲波識(shí)別

　　超聲波識(shí)別是去年由高通發(fā)起的方案，通過超聲波對(duì)手指紋路采樣，帶來了兩個(gè)令人振奮的新特性：

　　1. 直接滲透到皮膚之下識(shí)別 3D 特征和血液流動(dòng)情況。這意味著識(shí)別過程中不需要再保持手指干凈，順便大幅度提升了偽造指紋的門檻（血液流動(dòng)）。

　　2. 不需要手指直接接觸。這意味著可以將識(shí)別模塊沉到玻璃之下，不需要實(shí)體按鍵就足以完成識(shí)別。

　　基于這兩點(diǎn)我們有理由認(rèn)為，在可見的未來里，高通的超聲波識(shí)別最有可能成為指紋識(shí)別的終極方案。

　　而在軟件上，人類現(xiàn)在對(duì)指紋的利用也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 —— 甚至可以說，還處在早期開拓的蠻荒時(shí)代。

　　因?yàn)槊總€(gè)人都明白，指紋的唯一性并不是以“個(gè)人”為單位，而是以“單個(gè)指紋”為單位。

　　這意味著，對(duì)于一個(gè)人來說，指紋并不是一把鑰匙。

　　而是十把。

　　順著這條思路，指紋識(shí)別的應(yīng)用便無形中增加了無數(shù)的想象空間。

　　當(dāng)陌生人來借用手機(jī)時(shí)，你可以使用中指解鎖，手機(jī)直接調(diào)出訪客模式供他使用；當(dāng)你需要給親愛的發(fā)送消息時(shí)，用無名指解鎖，一秒鐘進(jìn)入聊天頁面；當(dāng)家里熊孩子要玩游戲的時(shí)候，用小拇指解鎖，自動(dòng)進(jìn)入游戲模式，只能訪問游戲文件夾里的 App 內(nèi)容；甚至可以給孩子買一個(gè) iPad，平時(shí)他自己的手指只能解鎖學(xué)習(xí)內(nèi)容，唯有你才可以解鎖游戲和上網(wǎng)功能……

　　這些想象空間，很大程度上正囿于“電容式識(shí)別”的技術(shù)瓶頸的限制，當(dāng)未來超聲波識(shí)別成為主流，當(dāng)識(shí)別深入到手指內(nèi)部的 3D 特征，當(dāng)個(gè)體識(shí)別準(zhǔn)確率無限接近于 100% 的指紋技術(shù)再一次像今天這樣被普及到百元機(jī)，更多充滿想象力的指紋應(yīng)用，將再一次近在你我眼前。