指纹识别的几种技术路线

电容式：传感器阵列与手指形成电容，指纹的脊（凸起）和谷（凹陷）到传感器的距离不同，电容值不同，据此成像。成熟可靠，但难以做到屏下。

光学式（屏下）：利用屏幕作为光源，照射指纹后反射回屏下传感器成像。原理类似拍照——脊接触屏幕，反射强；谷不接触，反射弱。

优点是成本低、可做屏下；缺点是对手指干湿状态敏感，且理论上可被高精度指纹照片欺骗（因此会加入活体检测）。

超声波式（屏下）：发射超声波，接收反射信号。指纹的脊谷结构会导致回波的时间或强度差异，据此构建 3D 图像。

优点：能穿透一定的污渍和水分，安全性更高（3D 信息更难伪造）；缺点：成本高，速度快慢取决于实现。

人脸识别的技术路线

2D 人脸识别：用普通摄像头拍摄，通过算法比对面部特征。安全性较低，容易被照片或视频欺骗，通常只用于便捷解锁。

3D 结构光：向人脸投射数万个不可见的红外光点，用红外摄像头读取这些光点的形变，构建面部的三维模型。

由于获取的是深度信息，照片和视频无法欺骗。安全性高，但模组复杂、成本高。

ToF（飞行时间）：发射红外光脉冲，测量光从发射到返回的时间（或相位差），计算每个点的距离，生成深度图。相比结构光，ToF 的有效距离更远，但近距离精度通常略逊。

关键安全考量

生物识别的安全设计，有几个通用原则：

本地存储：生物特征数据应存储在设备的安全隔离区（如 Secure Enclave、TEE），永不上传到云端，也不向应用提供原始特征。

活体检测：防止用照片、面具、录音欺骗。

失败降级：生物识别失败后应有备选方案（密码、PIN），且高安全操作（如支付）应要求重新验证。

一个重要区别

生物识别是便捷的身份验证方式，但不是绝对安全的。

密码可以更换，但指纹和面容无法重置——一旦特征数据泄露，后果是永久性的。这正是为什么"本地存储 + 硬件隔离"如此重要。

选择建议

  • 高安全场景（支付、门禁）：优先 3D 人脸识别或超声波指纹；
  • 成本敏感：光学屏下指纹是成熟方案；
  • 极端环境（手湿、戴手套）：人脸识别更可靠；
  • 隐私顾虑：了解厂商是否将生物数据本地化处理。

说明：本文为生物识别技术的公开知识整理。