iPhone 取消指紋辨識 Touch ID,可能嗎?

作者 | 發布日期 2017 年 03 月 06 日 14:00 | 分類 Apple , iPhone , 零組件 follow us in feedly

日前,包括一名來自摩根的分析師在內,市場開始傳出蘋果今年的 OLED 版 iPhone,將會為了讓 Home 鍵整合進面板,取消從 2013 年上市至今的 Touch ID,改用臉孔辨識之類的新技術。不過,這種設計短期內真的有可能成真嗎?



取消 Touch ID 傳言的起因

這個說法的起因來自一項著名的 iPhone 8 傳言:蘋果將會取消實體 Home 鍵與 Touch ID,將它們整合進面板,並最大化螢幕佔比。

最初,分析師是相信,蘋果會發展新的方式,來將指紋感測器整合到玻璃下的面板,但或許是隨著 3D 感測鏡頭的市場消息出現,同時蘋果究竟用了哪些技術來整合 Touch ID 到面板卻毫無下文,使得分析師們開始想像,蘋果會不會考慮起用新的生物辨識技術,來取代原有的 Touch ID。

事實上,由於 3D 感測功能的核心是進行 3D 建模,並不會只能處理臉部辨識,因此,像是 Tim Cook 已經公開談了數次的 AR(Augmented Reality),也可能是這個零組件的目的。

此外,過往蘋果新品的重點功能即使已經被專利曝光,它實際採用的技術途徑也通常不會提前在近期專利中出現,而是會保密至上市後。由於這款 OLED 版 iPhone 的上市日期也已經延後一年,它或許使用了更特殊的技術也說不定。

發展已久的 Touch ID

早從 2008 年,蘋果就曾經思考過指紋辨識的可能。當時的一項專利,是選擇將指紋辨識內建到螢幕玻璃,讓用戶在滑動解鎖時可以順便判定,與後來整合到 Home 鍵的形式不同。蘋果當時沒有考慮螢幕辨識的方案,一方面除了辨識精準度的問題無法解決,另一方面可能也考慮到資安、應用層面,以及 iOS 的 UI 調整。USPTO

▲ 蘋果早年的專利指出可以在滑動解鎖的過程就完成指紋辨識。(Source:USPTO

眾所皆知,2013 年蘋果首次在 iPhone 5s 推出 Touch ID,實際上是透過在一年前緊急收購來的 AuthenTec,來推出能整合在 Home 鍵的小尺寸感測器。除了這個比較明顯的動作,底層其實還有另一件大事,是 ARM 要直到 2010 年,才著手研發稱作「TrustZone」的機制,可以透過硬體加密,獨立把資料加密儲存在 SoC 的一塊獨立區。

實際上,蘋果除了需要經由「TrustZone」,才有機會在自家 SoC 中,訂製 Touch ID 的加密區,它自身的技術實力,也要直到 iPhone 5 才有能力首次以 ARM 授權的指令集為基礎,完全打造自己想要的客製 SoC,然後在隔一年的 iPhone 5s 完成稱作 Secure Enclave 的加密區來儲存 Touch ID 資訊。Apple

▲ Touch ID 的結構(Source:蘋果)

這整套過程除了蘋果自己的技術整合,也包含了其他廠商的支援。最終,蘋果的指紋辨識方案,從有構想到實際上路,至少花上 5 年的時間,才真正打通前端辨識與資安加密。

至今,Touch ID 仍未有過硬體加密被破解的紀錄。這個堅實的實力,也為蘋果打下了行動支付的基礎。儘管它並不保證絕對安全,卻大幅提高了惡意者獲取關鍵資料的門檻。過去這樣的破解門檻,從來沒有在消費性產品上如此普及。

Touch ID 的現況

目前,Touch ID 除了用於解鎖,也支援蘋果自己的數位平台,包括 iTunes Store、App Store,以及 iBooks Store。除蘋果自家的服務,一些第三方 App 也因為 Touch ID 的 API,得以經由指紋來驗證,比如 LINE Pay。不過,比起這些只是取代「輸入密碼」步驟的功能,蘋果自己的 Apple Pay,可能才是開發 Touch ID 的核心目的。Apple Hong Kong

▲ Touch ID 已經成為蘋果行動支付的核心。(Source:蘋果)

與支付寶這類極盛行的第三方支付不同,Apple Pay 的本質其實仍是信用卡,只是屏棄了實體卡片,將功能全部綁定到手機。

在這個過程中,Touch ID 扮演的角色只是身分驗證,不涉及複雜的收單清算與傳送 token 的流程,不過 Touch ID 卻有一個重要的地位:透過流通中的數億台蘋果裝置,它為蘋果爭取了全球最大的商用指紋資料庫,而這批指紋還隨著 Apple ID,綁定了信用卡。這成了蘋果推動行動支付的底氣。

取消 Touch ID 的代價

觀察 Touch ID 的現況可以發現,取消掉 Touch ID,不只是如同過去 Galaxy Note 首次搭載臉孔辨識、隨後又取消改用指紋感測,然後在 Note 7 上隨附虹膜辨識這樣的技術選擇,而是整個生態系都會改變的大變遷。整理起來,目前的 Touch ID 方案至少綁定了這些項目:

  1. 前端感測器方案
  2. 資料加密與儲存方案
  3. UI 設計
  4. 支援的第三方 App
  5. iTunes Store、iBooks Store、App Store
  6. 用戶習慣
  7. Apple Pay(包含與 VISA 聯手打造的收單清算、token 驗證流程)
  8. 儲存在蘋果裝置上的數億枚指紋資料
  9. 四年來累積的指紋感測器供應鏈

此外,Touch ID 的方案也似乎仍在持續最佳化。除了在 iPhone 6s 推出的第二代 Touch ID,蘋果也在 iOS 10 推出新的 UI,來改善第二代 Touch ID 解鎖速度過快的問題。新款 MacBook Pro 也藉由 Touch Bar,加入了 Touch ID。蘋果甚至也在專利中曝光了搭載 Touch ID 介面的 Magic Keyboard,將來或許會把這項設計放到 iMac 或 Mac mini。Apple

▲ Touch ID 目前也綁定了蘋果各種數位平台的支付認證。(Source:蘋果)

從這個角度來看,蘋果如果想修正 Touch ID 的不足,並不是只要替換掉前端感測器的方案就好,還包括得推出新的 UI、資料傳輸與加密的方式,甚至重寫整個 API。這除了涉及到 iOS、甚至 SoC 非常底層的部分,也會影響到代收生態。除了與 Visa 從 2008 年開始合作打造的 Apple Pay 流程必須重新整理,也必須放棄它從 2013 年,就累積至今的指紋資料庫所帶來的種種應用。

蘋果甚至需要重新梳理供應鏈,為 2018 Q1 以後、每年可能至少 1 億組的 3D 感測器需求量預做準備。只不過,在智慧型手機剛興起的時候,蘋果的供應商還都是高度機密,市場毫無所悉,不過到了 2017 年,既要找到廠商能出貨 1 億組 3D 感測器、同時讓 Touch ID 供應商(可能是台積電)大幅減產,相關的動態應該是不致毫無消息。

可能取代現行 Touch ID 的技術

目前手機市場比較主流的生物辨識技術,除了指紋,還有臉部辨識,以及虹膜辨識兩種。實際上與指紋相同,這幾種技術都發展得很早,早在功能手機時期就有。而到了智慧型手機時代,三星與 HTC 大概是比較樂於擁抱這類技術的廠商。早期在第一代 Galaxy Note 與 HTC One 上,兩家廠商就推出過臉部辨識。不過臉部辨識無法解決靠照片就能解鎖的 Bug,與其說要拿來應用,不如說只是噱頭。官網

▲ 已停產的 Galaxy Note 7(Source:三星)

比較可能取代指紋的,或許還是三星在 Galaxy Note 7 上推出的虹膜辨識。根據實測,Note 7 的辨識速度其實很快,但虹膜的限制卻不少,包括配戴眼鏡、過強的光線與不適當的距離,都會影響效果。相比之下,指紋可能僅有水氣一項障礙。最終,即使搭載了虹膜辨識,Note 7 也不忘隨附原有的指紋感測。

三星或許真的想讓虹膜成為 Samsung Pay 的基礎,在 Galaxy Note 7 仍在售時,三星旗下的銀行也曾為銀行帳戶啟用虹膜辨識專屬的身分認證,考慮三星全球最大的手機出貨量中,僅有已停產、或即將上市的 Galaxy S8 會搭配虹膜辨識,剩餘的手機全使用指紋感測,考慮 Samsung Pay 的未來,三星願意增加虹膜辨識來輔助解鎖,但絕不至於完全取代指紋辨識。

此外,即使不想使用虹膜辨識與臉孔辨識,早先包括 LG,以及一間稱作 CrucialTech 韓國廠商,都已經發展出將感測器貼印在玻璃面板底下的功能。因此,蘋果並不會因為要取消目前實體的 Touch ID,就會落入得放棄指紋感測的零和選擇。

小結

總體來說,透過 Touch ID,蘋果除了開展行動支付 Apple Pay,也解決了 App Store、iBooks Store、iTunes Store 在驗證時得輸入密碼的麻煩,並發展出一套 UX。種種累積已久的方案,都讓人難以想像蘋果打算放棄 Touch ID,耗費同樣的心力去重塑一整套新的前端辨識技術、資料加密途徑與 UI,只為了一款新 iPhone 的設計。

(首圖來源:達志影像)

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