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“繞過 Touch ID 完全沒有挑戰(zhàn) ”2013 年黑客在 iPhone5S 技術推出后不到 48 小時內(nèi)就以假指紋擊敗了 Touch ID 時這樣說道。
雖然隨著技術的迭代升級，指紋解鎖的門檻也越來越高了，但指紋識別依舊沒那么安全。
事情還要從Talos Security Group 的一項研究成果說起。
近日，據(jù)外媒報道，Talos Security Group 做了一個研究，他們花了 2000$ 在幾個月內(nèi)測試了蘋果、微軟、三星、華為和三家鎖制造商提供的指紋認證。 結果顯示：假指紋能夠以 80% 的成功率騙過你的手機，成功解鎖。
而這一比例是基于研究人員創(chuàng)造出的假指紋的設備所做的 20 次嘗試得出的結果。
“這一成功率意味著，在任何被測試的設備重新進入 PIN 解鎖系統(tǒng)之前，我們都有很高的解鎖概率。”研究人員說。
此外，研究還指出，最容易受到假指紋影響的設備是 AICase 掛鎖，華為的 Honor 7x 和三星的Note 9 Android手機，成功率幾乎是100 %；其次是 iPhone 8、MacBookPro 2018 和三星 S10 的指紋認證，成功率超過 90% 。
需要注意的是，Windows 10 設備和 USB 驅(qū)動器的成功率幾乎為零，而 Windows 10 獲得更好結果的原因在于，所有這些機器的比較算法都駐留在操作系統(tǒng)中，因此結果在所有平臺之間都是共享的。不過，這并不意味著其完全安全，只是相對而言。
那么，他們是如何得出這個結論的？
要成功騙過手機指紋認證，首先要知道指紋認證的原理。
Touch ID 首次應用是在 2013 年發(fā)布的 iPhone 5s 上，其中有一塊名為 Secure Enclave 的區(qū)域用以專門保護密碼和指紋數(shù)據(jù)。Touch ID 采用了“硬件鎖定”技術，每個 Touch ID 組件只與一個處理器匹配，保障了安全性。
但一直以來，指紋解鎖的一個核心邏輯是：有依據(jù)的猜你錄入的指紋。
解鎖的邏輯是：傳感器先記錄指紋繪點，然后解鎖的時候根據(jù)你觸碰的一小塊面積核實繪點從而猜測整個指紋 ，因此你錄入指紋要前后左右錄得整整齊齊，解鎖時只要輕輕一靠就行。
所以蘋果以前用 Touch ID 時，傳感部分越做越大的同時，也就變得越安全越高效。
解鎖過程一般是這樣的：要么繪點全部對上給通過，要么錯了一個繪點直接否定 —— 全票通過和一票否決。
但現(xiàn)實中為了解鎖速度和效率，需要有些容錯，萬一手有些汗水，塵土，只能對 80% 的繪點咋辦？
所以這個時候，指紋解鎖就需要有一定容錯。
此外，在傳感器的選擇上，一般有三個，即電容傳感器、光學傳感器和超聲波傳感器。其中，電容式、光學式指紋識別技術發(fā)展歷史較早，在手機廠商中最為常用，商用化程度最高。超聲波指紋識別技術發(fā)展歷程最短，技術迭代從 2015 年的第一代，2017 年的第二代，到 2019 年的第三代才實現(xiàn)了大規(guī)模的商用。而人的指紋就像山脈，有凸起的脊，也有凹下的谷，脊和谷之間的聲波壓力讀數(shù)不同，所以，返回到傳感器的讀數(shù)可以展現(xiàn)細節(jié)豐富的指紋 3D 圖像。
基于此，研究人員設計了三種收集目標指紋的技術。
第一種是直接收集，它涉及到一個目標按一個手指在一個品牌的粘土被稱為 Plastiline.。 這樣，攻擊者就得到了指紋的底片。
第二種技術是讓目標在指紋識別器上按下手指，例如在機場、銀行和邊境口岸使用的指紋閱讀器，然后， 讀取器將捕獲打印的位圖圖像。
第三種是在玻璃杯或其他透明表面上捕捉指紋，并對其拍照。
使用打印閱讀器或照片方法收集打印后，通常需要進行某些優(yōu)化。 例如，對于指紋閱讀器上記錄的指紋，必須將多個圖像合并在一起，以創(chuàng)建一個足夠大的圖像，以傳遞真實的指紋。
以聯(lián)邦調(diào)查局從禁酒令時代的歹徒 Al Capone 那里獲得的指紋為例。
首先，研究人員將在玻璃上捕捉到的、然后拍攝下來的指紋用濾光片進行潤色，以增加對比度。然后，研究人員使用了數(shù)字雕刻工具，如 ZBrush，創(chuàng)建了一個基于二維圖片的三維模型，最后，研究人員將指紋復制到模具上，模具由織物膠水或硅制成。（在對抗電容式傳感器時，材料還必須包括石墨和鋁粉，以提高電導率。）
而要想成功地成為真正的手指，模具必須是精確的尺寸，如果變化僅為 1% ，過大或過小都會導致攻擊失敗。所以，模具必須經(jīng)過固化才能產(chǎn)生硬度和清除毒素，然后用 25 微米或 50 微米分辨率的 3D 打印機完成，假指紋的模具就完成了。研究人員將模具按在傳感器上，看看它是否把假指紋當作真正的指紋來解鎖手機、筆記本電腦或鎖。
結果表明，直接收集的效果最好。但直接收集的成功率更高并不一定意味著它是在現(xiàn)實世界攻擊中最有效的收集方法，因為它需要欺騙或強迫目標用手指按在一塊粗糙的粘土上。相比之下，從打印閱讀器或玻璃上污跡的照片中獲取指紋可能會更好。
當然，這個研究并不是要告訴你如何仿制假指紋的，只是想告訴你，任何技術都沒辦法做到真正的安全。 而技術的迭代就意味著并沒有 100％的絕對安全，但安全問題歷來都是攻防對抗不斷升級的，所以安全系統(tǒng)的設計也從來不是單點依賴，更為重要的問題是我們?nèi)绾畏婪丁?/p>
對制造商來說，最好的緩解辦法是限制嘗試的次數(shù)。例如，蘋果限制用戶在詢問設備上的 PIN 之前嘗試五次。
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參考來源：
[3]https://blog.talosintelligence.com/2020/04/fingerprint-research.html
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