iPhone指紋辨識老失靈?了解Touch ID運作原理 有助問題減少

iPhone指紋辨識老失靈?了解Touch ID運作原理 有助問題減少

cnYES鉅亨網財經新聞 2013-12-12 00:00

【鉅亨網編輯劉祥航 綜合外電】

蘋果 iPhone 5s 的指紋辨識功能,可以說是這一代新機的最大賣點,推出之後也頗受好評。不過,近來也出現許多討論,指稱指紋辨識的精準度,隨著使用時間而下降,有時沒有回應,或是必須常常重新設定,造成使用者的不便。

《Wired》報導指出,指紋辨識「時靈時不靈」的狀況,部分原因出在蘋果自身的軟硬體出錯,但有時候,其實是使用者本身的問題-這時候,了解 iPhone 5s 指紋辨識的實際上如何運作,其實是有必要的。

■了解Touch ID裝置

iPhone 5s 的指紋辨識感應器 Touch ID ,整合在 Home 鍵中,大小為 8x8 毫米,厚度 170 微米,以 500 ppi 的解析度,讀取指紋的極細部特徵。它採用電容式觸控技術進行分析,將指紋歸類為三種基本圖案-弓紋、箕紋或渦紋,辨識出指紋的細部特徵,來進行比對。

當使用者把手指放到感應器時,它會擷取表皮層之下真皮層的高解析度指紋影像,利用導電的電位差測量出紋脊線和凹谷之間的差異。採用電容式技術,只會針對活體判讀有效,也更加準確。

由於電容式感應器由矽製成,原料本身非常脆弱,容易受到灰塵、濕氣、靜電等影響,蘋果在上方利用雷射切割的藍寶石水晶,來保護感應器,並作為準確對焦指紋的鏡頭。

這是市面上一種透明度及硬度最高的材料,代表它不容易刮傷。但如果 Home 鍵本身出現刮痕、磨損,卻可能導致在觸摸 Touch ID 後得到的影響有缺陷,讓感應器無法正常運作。

此外,蘋果在 Home 鍵外圍的不銹鋼環,做為電容式觸控開關,因此只需要手指觸摸,就能感應到手指存在,不需另耗電力。(接下頁)

■感應與運作

在指紋註冊成功之後,蘋果會經由特殊的計算方式,將使用者的指紋數據加密,轉成可比對的模板,它並不儲存在本機的記憶體或傳上網路,而是透過 Secure Enclave 技術,和 A7 處理器進行認證配對,保護密碼及指紋資料。

整個過程中,有幾個地方可能會造成失敗,但首先就取決於這個強大的指紋數據。協助蘋果 Touch ID 觸控識別,以讀取指紋數據的  Integrated Biometrics 公司 CEO Steve Thies 強調,「任何好的生物識別技術,首先是要取得高品質的影像」。

照理說,感應器愈大,可以取得指紋更多的資料,在判斷上會更為準確。但是真的用大感應器會有兩大問題,一是成本,另外就是厚度會提高,因此蘋果也必須有所取捨。由蘋果提交的專利來看,蘋果在眾多考量後,選擇現在所見到較小的版本。

關鍵之一在於註冊指紋的過程,雖然感應器小,但利用滾動手指,盡力捕捉指紋的各處微小角落,獲得更多的數據。不變的原則是,使用者提供的指紋數據愈少,就愈難取得匹配。

Precise Biometrics COO Patrik Lindeberg 比喻,就像一張臉的照片,如果我們只能見到整張臉的一小部分,要判讀出這個人是誰,就更加困難。如果能見到一整張臉,辨識就容易多了。Lindeberg 說,要從一小部分的指紋中成功辨識,就需要更高要求的軟體演算才能達成。

■演算法關乎成敗

生物識別服務新創公司 CLEAR CTO Kevin Luowitz 表示,如果演算法設成更為敏感,也就是要更多處符合才透過認證,那麼偽陰性的可能性就會增加,使用者用自己的指紋登入,卻被拒於門外。

Luowitz 指出,目前最大的挑戰,在於如何找到可接受的偽陽性與偽陰性間的平衡。不過,基於安全的理由,演算法通常更傾向寧可偽陰性拒絕登入,避免偽陽性成功登入。

蘋果 Touch ID 演算法,設計為將會主動學習及改善。也就是說,每次掃瞄後,它會根據結果,去看是否有更佳的掃瞄參考資料,並主動更新。此外,在更新 iOS 之後,演算法也會自動換成最佳版本。(接下頁)

使用者的錯誤,以及不了解生物辦識技術的運作,會讓許多人對 Touch ID 使用充滿疑惑。

Lindeberg 表示,以他們身處業界來看,很多人對蘋果 Touch ID 的表現感到驚豔,不過對消費者端來看,許多人從來沒用過這種生物識別技術。

■使用也有小技巧

一些使用上的疏失,會導致指紋辨識失敗。首先,你的指紋所接觸的地方,不能只是藍寶石所在的 Home 鍵,還必須碰觸到周圍的不銹鋼圈。其次,感應器運作的原理,是靠測量指紋所帶來細微的導電差異,要是你的手太乾,指紋就不容易被正確辨識。同樣的,太油或太濕,一樣會帶來辨識難度。如果按鈕變髒,也可能需要進一步清潔。

當然,有些人擔心,傳統電容式指紋感應器本身會隨著時間而效果變差。對此,Integrated Biometrics 的 Thies 認為,只要藍寶石及金屬環沒有損壞,並且妥善密封,感應器就能正常運作。過去電容感應器往往沒有保護,或是僅覆蓋一層薄薄的碳,才會非常脆弱。

對使用者來說,如果蘋果 Touch ID 的指紋辨識出問題,最為方便的做法是重啟手機,或是重新校準感應器,蘋果也提供一些使用及參考指南。

指紋辨識並不是一個新技術,但是 Touch ID 確實是一種新的實踐方法,因此蘋果其實需要時間摸索出更好的演算法,而使用者也需要透過每天使用,更習慣於這個技術的應用。而大致了解生物辨識如何運作,以及它的使用缺陷,至少會有助減少一些使用上的問題。

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