指紋解鎖是目前市場上最多人使用的解鎖方式，不僅如此，指紋通用可以適用于支付方式，微信和支付寶都可以支持指紋支付。那么，指紋解鎖原理是什么?下面將會為大家介紹。

指紋解鎖原理

一、指紋介紹：

1、指紋是手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋路。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但是，它蘊涵大量的信息;

2、指紋特征可分為兩類：總體特征和局部特征?？傮w特征指那些用人眼直接就可以觀察到的特征，包括基本紋路圖案、模式區(qū)、核心點、三角點、式樣線和紋數(shù)等?；炯y路圖案有環(huán)型、弓型、螺旋型。局部特征指指紋上的特征點，即指紋紋路上的終結(jié)點、分叉點和轉(zhuǎn)折點;

二、指紋特征點的4種特性描述：

1、位置：特征點的位置通過(x,y)坐標來描述，可以是絕對的，也可以是相對于三角點的;

2、方向：該特征點所在的局部脊線的方向;

3、分類：特征點有以下幾種類型：終結(jié)點、分叉點、分歧點、孤立點、環(huán)點、短紋等;

4、脊線：特征點對應的脊線(di，ai)。特征點對應的脊線用在該脊線上的采樣點來表示。采樣點用該點與對應特征點的距離di，連接該點與對應特征點的直線，以及對應特征點方向的夾角ai來表示;

三、指紋識別的介紹：

1、指紋識別技術(shù)通常使用指紋的總體特征如紋形、三角點等來進行分類，再用局部特征如位置和方向等來進行識別用戶身份;

2、首先從獲取的指紋圖像上找到【特征點】，然后根據(jù)特征點的特性建立用戶活體指紋的數(shù)字表示——指紋特征數(shù)據(jù)(一種單向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋圖像轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋圖像);

3、由于兩枚不同的指紋不會產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)，所以通過對所采集到的指紋圖像的特征數(shù)據(jù)和存放在數(shù)據(jù)庫中的指紋特征數(shù)據(jù)進行模式匹配，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結(jié)果，根據(jù)匹配結(jié)果來鑒別用戶身份;

隨著手機行業(yè)技術(shù)的不斷進步，用戶解鎖手機的方式從最早的數(shù)字密碼、九宮格屏幕圖案解鎖逐漸進化至指紋解鎖、面部識別解鎖等生物模式，用戶只需用手指按壓指定位置，或者抬起手機掃描臉部便可一鍵解鎖手機，操作愈加方便。

在這項技術(shù)的進步途中，蘋果、三星、魅族、小米等廠商都起到了重要的作用，我們今天就來簡單盤點下這項技術(shù)25載的發(fā)展簡史。

01 最早指紋識別手機：西門子(SL10)1088

目前有跡可循的第一款支持指紋解鎖的手機來自1999年，來自西門子推出的SL1088(SL10)機型，其也是世界上首款較為成熟的滑蓋手機，用戶可以將上半部分的屏幕向上推起，不過如此前瞻性的設(shè)計并沒有受到歡迎。

該機的指紋識別區(qū)域位于機身背部，采用刮擦式識別方式，需要用戶在線性傳感器上緩慢劃過，拼接成完整指紋。西門子SL1088還是全球首款3色彩屏手機，顯示效果再次完成了革新。

02 首款正面指紋解鎖手機：富士通 F505i

4年后，富士康推出了一款搭載正面指紋識別的手機富士通 F505i，如下圖所示，該機在九宮格鍵盤的下方植入了一塊刮擦式指紋解鎖模塊，用戶在打開手機后便可用慣用手的拇指隨時解鎖手機。

其實從這款手機的設(shè)計上，我們已經(jīng)可以能看到未來正面指紋解鎖的雛形了，不過現(xiàn)在離大家聯(lián)想到的iPhone系列還有十年的距離。隨后富士康也陸續(xù)推出了多款支持指紋解鎖的手機，不過由于技術(shù)尚未成熟，更多用戶認為數(shù)字解鎖已經(jīng)夠用，并未掀起全球性的波瀾。

03 首款支持指紋解鎖的智能機：MOTO MB860

時間來到2011年，摩托羅拉推出了一款MOTO MB860機型，該機預裝Android操作系統(tǒng)，正面搭載了一塊4英寸的電容觸控屏幕，內(nèi)置英偉達Tegra 2雙核處理器能提供1GHz的工作主頻。

言歸正傳，該機在機身頂部加入了刮擦式指紋解鎖識別模塊，其與電源鍵集成在一起，最初的設(shè)計意圖可能是希望用戶在按下電源鍵解鎖屏幕時直接進行指紋識別，但其位置過于靠上，用戶很難在手持的狀態(tài)下多次精準刮擦。

04 首款正面按壓指紋：iPhone 5S

2013年，一款跨時代的機型iPhone 5S于美國正式發(fā)布，該機新增了正面按壓電容指紋設(shè)計，用戶可以通過按壓主屏幕按鈕完成手機的解鎖、購買等一系列操作。同時，手機記錄下來的指紋信息全部存儲于本地，進一步保證了用機安全。

iPhone 5S的Home按鍵結(jié)構(gòu)

根據(jù)官方介紹，用戶在按壓Home鍵時，按鈕上的不銹鋼環(huán)可以檢測手指接觸，將用戶的指紋透過HOME鍵傳輸?shù)礁袘?。讀取指紋的次數(shù)越多，指紋識別會越精準。也是因為iPhone系列巨大的影響力，指紋解鎖技術(shù)正式地出現(xiàn)在了大眾的視野之中。

隨后，魅族快速跟進了正面電容按鍵指紋識別技術(shù)，推出了多款采用類似設(shè)計的技術(shù)，為指紋解鎖在國內(nèi)的普及做出了巨大貢獻。

05 首款支持側(cè)面解鎖：努比亞 Z9尊享版

2015年5月，努比亞發(fā)布了Z9系列手機，其中的“超大杯”nubia Z9尊享版搭載了TiO側(cè)邊指紋設(shè)計，指紋是被模塊被集成在了機身側(cè)面的電源鍵之中。不過，該機當時主打的還是無邊框設(shè)計，觀感還是相當優(yōu)秀的。

近日關(guān)于iPhone13的信息越來越多，很多人都在關(guān)注蘋果是否會在iPhone13上采用屏下指紋解鎖。按照蘋果對技術(shù)的要求，目前FaceID非常成熟安全，暫時不會在iPhone13上采用安全性更低的指紋解鎖。順著這個話題，今天小編給大家普及下手機上指紋解鎖實現(xiàn)的原理。

其實指紋解鎖實現(xiàn)的原理都是一樣的，都是通過提前錄入的指紋去進行比對，如果比對成功，就能實現(xiàn)解鎖，如果比對失敗就無法實現(xiàn)解鎖，只不過是傳感器采集指紋的方式不同而已。根據(jù)傳感器采集指紋方式不同，手機上的指紋解鎖可以分為三類。第一類是電容式的指紋解鎖，第二類就是屏下光學指紋解鎖，第三類就是超聲波屏下指紋解鎖。

首先，電容式的指紋解鎖它的代表機型是iphone5S、iphone6s等，這部分帶有實體指紋按鍵的機型。主要的解鎖原理就是通過硅晶圓，當用戶指尖皮膚上的電解液與硅晶圓相互接觸時，就能夠形成電子磁場，因為每個人的指紋都是不同的，有不同的凹凸點，這樣就能夠通過電子場形成不同的指紋形狀，如果與之前錄入的對比指紋一致，就能夠進行解鎖。

我們以iPhone5S為例來說明，在傳感器上有多個極點，通過這樣來手機用戶的指紋紋路，指紋上的紋路，就會形成不同的電容值，這樣就能夠形成指紋的圖像，這樣就能夠進行對比解鎖手機了。目前已經(jīng)很少再有電容式指紋解鎖，在使用過程中，如果說手指有水分，就會導致指紋解鎖時形成的電場不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)解鎖不靈敏。所以說當前很少再有電容式指紋解鎖。

屏下光學指紋它實現(xiàn)的原理就非常簡單，就類似于相機的原理，一般只采用在OLED的屏幕上面，因為OLED的屏幕?？梢源蚩祝梢宰园l(fā)光。當咱們需要指紋解鎖的時候，指紋的這塊區(qū)域先把屏幕點亮，光線再通過像素的間隙往下邊傳導到CMOS傳感器上邊，再經(jīng)過一些濾光鏡，過濾掉這些沒有用的光線，然后再通過每個像素點上這些細微的透鏡把這些采集點給放大，最后繪制成一個灰度的圖像，在和之前錄入的指紋圖像進行比對，如果比對成功就可以實現(xiàn)解鎖，比對不成功就無法實現(xiàn)。

事實上蘋果從iPhone8系以后，從iPhoneX開始就已經(jīng)放棄了指紋解鎖，iPhone13系列同樣不支持指紋解鎖。包括正背面實體指紋解鎖，邊框側(cè)面電源鍵指紋解鎖，甚至屏幕指紋解鎖統(tǒng)統(tǒng)都沒有了。

對于iPhone13系列手機來說，蘋果更重視面容識別升級，已經(jīng)支持口罩模式下的面部識別解鎖。

反觀安卓陣營這邊，放棄正背面指紋解鎖后，更多手機采用屏幕指紋識別，而且技術(shù)非常成熟，特別是在新冠疫情期間，很多人佩戴口罩，有指紋解鎖的手機，解鎖手機操作就特別便捷。

而只有面容識別的iPhone手機前期只能通過摘下口罩的面容識別來解鎖手機，好在升級iOS 15.4系統(tǒng)以后，蘋果才增加了口罩模式。

以蘋果的調(diào)性來說，一般會在技術(shù)特別成熟時加入新功能，例如，iPhone 13 Pro與Pro Max擁有了三星LTPO屏幕與Promotion技術(shù)，屏幕刷新率在10-120Hz之間動態(tài)調(diào)整，有效解決了高刷屏幕耗電的弊端。

實體指紋識別鍵是不可能恢復到iPhone手機正面，畢竟影響手機正面屏幕屏占比，放到背面也是影響簡約美觀風格，側(cè)面說實話解決不舒服，唯一的解決方案還是成熟的屏下指紋方案。那為什么iPhone13系列依舊不用呢?

1、蘋果手機銷量眾所周知，考慮成本因素，能少一個零件，整體可以節(jié)省不少銀子。

2、技術(shù)角度講，iPhone13上的3D結(jié)構(gòu)光面容識別，蘋果認為比指紋解鎖更安全，反而覺得指紋識別很雞肋。

3、雖然屏下指紋模塊技術(shù)很成熟，但加入后，系統(tǒng)層面需要適配，有它也要用電，綜合考慮手機內(nèi)部空間、軟件支持成本、耗電等因素，iPhone13還是沒有支持指紋解鎖。

4、蘋果很多時候通過培養(yǎng)用戶習慣，讓用戶接受自己的設(shè)計理念，不到萬不得不會妥協(xié)，沒辦法iPhone的銷量就是高。