橘子皮也能解锁手机

出品：科普中国

制作：中国科学院半导体研究所刘翠翠

监制：中国科学院计算机网络信息中心

你知道吗？？

橘子皮也能解锁你的手机了～～

还有，你那能指纹支付的钱，也可能属于橘子皮了~~

透明胶带纸、导电笔、橘子皮、卫生纸，这些看似八竿子打不着的东西到了一起，为何就能发挥出代替指纹解锁的功效了呢？

难不成每一个独一无二的指纹，都在橘子皮界对应一个同样独一无二的脉络吗？

还是，橘子皮，真的成精了？？

揭秘现象之前，怎能不讲讲原理捏。所以，我们必须知道：电容式手机指纹解锁键是如何工作的呢？

其实，这个小小的按键，是由一个个利用硅晶元与电解液形成的电容式纹识别模块组成，也就是一些小小的传感器。传感器连接一个个小小的电容极板，而这些小小的电容器里的电容值，仅仅取决于传感器上的极板到指纹表面的距离，就像下图中的d。

公式内，C就是电容器的电容值。介电常数真空εr=1，k为静电力常量，S为两板正对面积，d为两板间距离。顾名思义，电容就是能够存放电的器件，而d越大，电容越小，反之亦然。当充到一定电压之后的电容匀速放电时，电容值或电阻值愈小，时间常数也愈小，电容的充电和放电速度就愈快。

我们都知道，人的手指上的指纹由一条一条像山脉一样的细细的嵴而形成清晰而独特的纹络。有嵴便会有沟，这些高度上细微的差别让手指指纹处摸起来凹凸不平，错落有致。

当你尝试解锁时，手机内的算法会选取指纹上的若干点（一般为30个以上）进行计算和比对。如果你的指纹和你的手机内设定好的指纹的点对得上了，你和你的手机“对暗号”就能成功，即可开机玩耍了。

那倒也不必，因为——

你的手机24h不离手，谁又能事先拿你的手机去搞小动作呢？

还有一个让你不必恐慌的理由，它就是——

不是所有的指纹识别设备所使用的传感器都是电容式的，还有光学式和生物射频式呢。

光学式指纹识别设备

光学式指纹识别是较早的指纹识别技术。光线射到手指上再反射回机器以获取数据。这种方式是采集手指上的特征点，与手机模块的原理有所区别。但是，与手机模块的相同点是：均不可以识别是否为真皮皮肤的指纹纹路。而且，这种设备一般都比较大。。。目前的常见应用是：公司的指纹打卡机。

这种技术是利用射频信号来获得指纹图像。超声波设备是向手指表面发射超声波，然后接受反射回来的回波。这种射频信号可以穿透手指表层，所以它不仅可以检测指纹纹路，能且可以识别这个指纹是不是真皮皮肤的指纹。虽然这种技术用来进行指纹识别更加有效，只是技术还不太成熟。。。。目前的常见应用是公安系统的指纹采集器。

现在，我们坐等的是：一种手机应用的既能快速进行指纹识别，又能准确检测是否为真皮皮肤的可靠技术和计算算法~~

小伙伴们，看你们的咯。

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