古代指紋技術(shù)的應(yīng)用

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

　　古老而神秘的東方巨龍，是公認的“指紋”發(fā)源地。早在秦漢時期，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懹形臅哪緺┯美K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。當人們每天照常拆開封上泥的文書時，并沒有意識到，指紋身上的歷史車輪，已經(jīng)悄然轉(zhuǎn)動。

　　唐代時期，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；時至宋代，已經(jīng)出現(xiàn)鄉(xiāng)村豪強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，最終也因為“指紋”這一關(guān)鍵證據(jù)而被偵破。這意味著，當時的指紋識別技術(shù)（人眼），已經(jīng)足以分辨出“是誰按的”以及“是不是當時按的”這兩個關(guān)鍵維度的差異。

　　在中國將指紋利用得越來越廣泛的同時，外國人也沒閑著。1892 年，遠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。但當時的相機技術(shù)還未進入民用領(lǐng)域，給每個居民都拍張照片實在是太燒錢，怎么辦呢？機智的官員想出一個妙招：辦理證件時，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，作為居民的身份識別工具。在這里，指紋僅僅通過數(shù)量的累計，就讓“差異性”達到了指數(shù)級的暴增，得以成為居民們最早期的“身份證號”。

　　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，英國人收集了大量中國和日本的陶器文書，對上面的手指印產(chǎn)生興趣并展開了研究。在 19 世紀末，英國人首次提出了“指紋具有唯一性”這一重磅觀點。在此之外，他們還順手證實了另一位學者在二十年前提出的一個理論：指紋終身不會變。

　　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，標志著現(xiàn)代指紋學誕生的《指紋學》正式出版了；次年，另一個英國人以《指紋學》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國家納為規(guī)范，不久后 FBI（美國聯(lián)邦調(diào)查局）也參與進來，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)驗豐富的 FBI 也開始意識到人工搜集指紋太過繁瑣，于是申請與美國國家標準局共同研發(fā)指紋識別技術(shù)，目前許多大型的自動指紋識別系統(tǒng)（AFIS）的公司也在此時創(chuàng)立和發(fā)展起來。20 世紀 90 年代初，我國也成功研制出了指紋識別系統(tǒng)。

　　在當時的世界范圍內(nèi)，指紋識別暫時只應(yīng)用于刑偵領(lǐng)域，并沒有人意識到，這項新技術(shù)將如后來的智能手機一樣席卷全球。

　　進入 21 世紀，指紋漸漸進入民用領(lǐng)域。2003 年，富士通推出了第一款帶有指紋識別的手機，但由于傳感器限制，只能采用刮擦式的識別方式，意義大于實際，沒有在市場引起波瀾。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；一年后 iPhone 5s 正式發(fā)布，將真正“好用”的指紋識別帶到了大眾面前 —— 這一次，指紋識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，無需任何學習成本。

　　兩年后，華為 Mate 7 作為第一款 Android 指紋識別手機正式發(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 MX4 Pro ，這一次，指紋識別技術(shù)來自國內(nèi)的匯頂科技。

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

　　2016 年 6 月，魅藍3s 通過 699 的售價把指紋識別帶進了百元機時代，為指紋識別“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，最終走進千家萬戶、成為一項人人都能用上的技術(shù)”的歷程畫上了圓滿的句號。

　　指紋識別的未來

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

　　光學識別

　　光學是最早期的指紋識別技術(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)的機器面前，你可以看到一個綠色或紅色的小底燈照射在采集區(qū)域。

　　由于光學識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。更嚴重的是，光學傳感器可以接受偽造的指紋。目前，缺陷纏身的光學識別開始逐漸被淘汰。

　　半導(dǎo)體識別

　　半導(dǎo)體識別是目前最主流和成熟的識別技術(shù)，分為“電容識別”和“射頻識別”。前者利用電容檢測指紋的凹凸，雖然還是對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，是目前指紋識別手機普遍采用的方案；后者使用微量的射頻信號穿透手指的表皮層獲取里層的紋路，是各家手機廠商下一步進化的方向。

　　超聲波識別

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

　　1. 直接滲透到皮膚之下識別 3D 特征和血液流動情況。這意味著識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）。

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

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

　　而在軟件上，人類現(xiàn)在對指紋的利用也還遠遠不夠 —— 甚至可以說，還處在早期開拓的蠻荒時代。

　　因為每個人都明白，指紋的唯一性并不是以“個人”為單位，而是以“單個指紋”為單位。

　　這意味著，對于一個人來說，指紋并不是一把鑰匙。

　　而是十把。

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

　　當陌生人來借用手機時，你可以使用中指解鎖，手機直接調(diào)出訪客模式供他使用；當你需要給親愛的發(fā)送消息時，用無名指解鎖，一秒鐘進入聊天頁面；當家里熊孩子要玩游戲的時候，用小拇指解鎖，自動進入游戲模式，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 iPad，平時他自己的手指只能解鎖學習內(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“電容式識別”的技術(shù)瓶頸的限制，當未來超聲波識別成為主流，當識別深入到手指內(nèi)部的 3D 特征，當個體識別準確率無限接近于 100% 的指紋技術(shù)再一次像今天這樣被普及到百元機，更多充滿想象力的指紋應(yīng)用，將再一次近在你我眼前。