最近一段时间,围绕着iOS 锁屏,有这么两条新闻:
一是,iOS 16 新功能,锁屏新玩法要来了;
二是,团伙远程锁屏敲诈,一年多非法控制iPhone 1000余部。
前者关乎锁屏的功能探索,后者则涉及到锁屏的安全性。从防触控的“左功能键+#”的按键组合解锁、滑动来解锁,发展到保障手机隐私安全的指纹解锁和人脸识别解锁等方式,手机解锁历史的进化看似五花八门,但都离不开三个问题:能否更安全?能否更便捷?能否增加更多趣味和功能?
接下来,我们就围绕这三个问题,来探索一下手机解锁方式的历史演变,从过去看未来,顺道判断一下未来手机解锁的走向。
密码、手势解锁:从防误触到保安全
最初的手机是没有锁的,用的人多了,也便有了锁。
用过功能机的人,对于“左功能键+*”的按键组合,应该不会陌生。记得董哥以前用诺基亚的时候,从裤兜里掏出来一次,就得按一次这两键。对这个组合的熟悉程度,甚至高于董哥当时最喜欢的纵贯线乐队。
功能机解锁方式,除了“左功能键+*”之外,“左功能键+#”,长按“#”、长按“*”键等解锁方式,也很常见。甚至,为了解锁更方便,还有手机专门设计了解锁/锁定键,比如黑莓9900位于顶部的按键,就专门用来解锁手机。
而对于翻盖和滑盖手机来说,解锁就更简单了:像打火机盖一样潇洒地弹开、或者丝滑地推开,既交互友好,又能耍酷减压,实为居家出门旅行撩妹必备之良品。
不过,和很多年轻的朋友想象不一样的是,手机的锁屏最初设计出来,并不是为了保障手机的安全,而是为了“防误触”。试想一下,在那个手机电话薄只能存50个联系人,短信只能保存几十条,存不了几张私密照片,手机绝大部分时间只用来打电话的年代,谁会没事干给手机装个“锁”呢?实际上,直到今天电话(座机)也没有“锁屏密码”。
当时发明锁屏的人,纯粹是因为手机放在裤兜或者包里,容易和钥匙、钱包等物品发生碰撞、导致误触而已。
初代iPhone发布时,伟大如乔布斯也没想过给其加把锁。不过,初代iPhone的“滑动来解锁”,其所引发的风潮,却是史无前例的。
“滑动解锁”这个功能并非苹果的首创。早在初代iPhone推出三年前,来自瑞典的厂商推出了首款搭载滑动解锁功能的手机Neonode N1。这款发布于2003年,集移动电话、掌上电脑、数字摄像头、MP3功能于一身的掌上手持设备,其实已经初具智能手机的水平。
不过,虽然是Neonode公司发明了“滑动解锁”,但却是苹果“带火”了这一功能。苹果滑动解锁的创意,来自于其员工安佐斯一次在飞机上厕所时,看到门锁需要手动从绿色(无人)滑动到红色(有人)。从这个角度来看,滑动解锁应该也是苹果原创。
因而,围绕着“滑动解锁”的专利,苹果还打了好几次官司。2011年苹果将三星告上法庭。两者缠斗了五年后,于2016年10月9日,三星最终因为侵犯苹果“滑动解锁”等专利,向后者赔偿了1.196亿美元。2020年,Neonode突然回过味来:其实我也可以告一波苹果啊,于是这家瑞典公司提起诉讼,称苹果的QuickPath和滑动解锁等功能侵犯了其专利。
从一系列官司不难看出,滑动解锁对于当时的手机行业来说,简直就是一个香馍馍。有专利的牢牢把持着专利,没有专利的即便有侵权的风险,也甘心冒险一用。2016年苹果推出iOS 10系统,“滑动解锁”这一具有划时代意义的解锁功能,便被“按下主屏幕按钮以解锁”替代。不过,这都是后话了。
随着手机的屏幕从电阻屏变为电容屏,钥匙等锐利的物品,在电容屏熄屏的状态下,不再能被屏幕识别,于是手机锁屏“防误触”的功用褪去。而随着人类进入智能手机时代,手机对于我们日常生活的作用越来越大,人们把越来越多的秘密装到手机里,因而锁屏的安全性,也被提上了厂商开发的日程。
手机厂商最初的构想是模仿银行卡,用数字来给手机“上锁”。那么既然银行卡用6位数,当时安全性要求没那么高、需要更高便捷度的手机,于是使用了4位数作为密码。苹果自从iPhone 4开始支持4位数的锁屏密码。
但是4位数的密码安全性往往没那么高。根据测算,4为数的密码共有10000种组合可能。当然,为了杜绝暴力破解的可能,手机厂商在密码输入次数上做了限制。但是,4位数密码太好记了,只要别人逮住机会瞅一眼你输密码,就能够轻而易举记住。因而,后续手机的锁屏密码也发展成了6位数,甚至还支持“数字+字母”双重组合。
不过,无论设置多少位数的密码,人始终是最大的安全漏洞,以下是2020年最常用的(也是最烂的)前十个密码:123456,123456789,picture1,password,12345678,111111,123123,12345,1234567890,senha。
随着智能手机的发展,厂商们发现这么大块屏幕,除了输密码解锁,能不能玩点新花样呢?于是,九宫格图形解锁(手势密码)诞生。相对于纯数字的密码来说,九宫格解锁将数字和图案结合在一起(最低需要连接4个点,最多可以连接9个点),视觉上更加形象、可玩性也更高,而且安全程度也能自定义(密码安全程度取决于图案复杂度),可以说九宫格在安全、便捷和可玩性上,找到了一个不错的平衡点。
当年微信为了推广其微信钱包手势密码,还专门在其官方号“微信派”上,发布了一篇名为《密码被玩成这样,真的好吗?》的推文,文中列举了诸多好玩有趣的九宫格密码,这里放几个给大家参考:
后裔射日:
鲁班锁:
南海莲花:
除了手势密码之外,2014年“常年输送创意,其他厂商就是不抄”的LG,推出了一种全新的解锁方式:KNOCK code,中文叫“敲击解锁”,简单来说就是通过“位置+顺序+次数”的组合方式敲击对手机进行加密或解锁。这安全性是增加了,但怎么让董哥有种“盗墓”的感觉?
手势密码、敲击解锁虽然很好玩,但还是不够方便,于是各种利用生物特征的解锁方式,开始发展起来。
生物特质解锁:如何确定你是你?
如果你对科幻电影有了解,会发现很多以往的科幻电影“幻想”的场景其实都已经实现。
2009年上映的《变形金刚2》,男主萨姆骗过了值班军人,却栽倒在了人脸识别上;
2011年上映的《碟中谍4》中,特工利用人脸识别一下就认出了迎面走来的美女杀手;
2013年的《惊天危机》,塔图姆借助虹膜扫描进入地库
......
身体即密码,在如何确定你是你上,科幻电影中有过太多的演绎。而手机厂商对此,也有诸多探索。利用人体的生物特质,手机厂商在密码、手势以及敲击等解锁方式之外,开辟了另一条手机解锁“既安全、便捷,还不失可玩性”的道路。
1)古已有之的指纹识人
德国哲学家莱布尼茨说:“世上没有两片完全相同的树叶”,同样的,世界上也没有两个完全相同的人。虽然绝大部分人都拥有双手双脚和五官,但是70多亿人中,没有哪两个人能够拥有完全一样的指纹。
是的,我们首先要说的,是如今应用范围最广的锁屏方式之一:指纹解锁。指纹确定身份,并不是一件新鲜事。早在三千多年前的新石器时期,从我国仰韶文化遗址、二里头遗址出土的陶器里,展现出的明显纹理清晰的指纹痕迹,就已表明原始人类已经在使用指纹了。而在古代签字画押之外,按手印也成为了确定身份的一种方式。
现代更不用说了,警察通过指纹来断案,签合同往往也需要按指印。而指纹识别在手机上的应用,也比我们想象的要早得多。
1998年,西门子公司就推出了世界上首款搭载指纹的手机西门子(SL10)1088。1088的指纹技术基于Bromba公司的刮擦式指纹识别技术,识别准确率不高,而且速度很慢。不过,最终这款手机没能量产。
第一款量产的指纹识别手机,要等到两年后,法国公司SAGEM,于2000年推出的萨基姆MC959手机,将指纹识别模组置于背部,不过并不是用来解锁屏幕,而是用来验证PIN码。经过两位前辈的探索,随后基于Palm OS的PDA产品Handspring Visor、惠普的iPAQh5400都推出了指纹识别,不过,位置还是位于机身背面。
直到2003年,日本电信公司富士通,才推出了全球首款正面指纹识别的手机F505i。随后的十年中,勤勤恳恳的富士通又相继推出了F900i、F506i、F901iC、Genesis、F902i、F903i、F904i、F1100、F905i、F-09A、F-01B、F-03B、F-01C等搭载指纹识别技术的手机,但都只是在日本销售,影响范围并不大。
2011年,摩托罗拉推出最早支持指纹识别解锁的智能手机MOTO Atrix 4G(ME860),该机的背部顶端有一个触摸板,用户需要用手指贴近指纹识别区域滑动摩擦解锁。由于做的过于复杂,而且还是笔记本上使用的划擦式,最终没能流传下来。
值得一提的是,当年富士通F505i搭载的指纹识别技术,就是后来被苹果收购的Authen Tec公司研发。
2012年,苹果以3.56亿美元的价格,收购了Authen Tec。2013年,在指纹解锁发展历史上极具里程碑意义的手机iPhone 5s发布,该机首次搭载Touch ID,从此指纹识别成为锁屏主流。此后新iPhone的解锁方式也从“滑动解锁”变成了“按下home键解锁”。在此之前,诸如我国的波导、中电通信等公司也都推出过指纹识别手机,但是和富士通一样,都没能引发指纹识别的大规模使用。
这源于两个原因,一是当时很多厂商的业界声量完全比不上苹果;二是苹果推出的Touch ID更先进,是当时兼顾“安全”和“便捷”最完美的解决方案。
对比一下就知道了,HTC晚一年发布的首款搭载指纹识别的安卓手机HTC One max,首先指纹识别位置并没有像iPhone 5s一样放在机身正面,而是放在了机身背部中央位置;
其次,HTC One max指纹验证过程需要在识别区域从上往下扫才行,而iPhone 5s的指纹识别支持360度全面无死角,并且扫描分辨率可达500ppi,并不是像HTC One max那样需要小心翼翼地扫描指纹,而是轻轻一触便可解锁,便捷性更好。
虽然HTC One max的指纹识别显得“拙劣”,但是HTC利用指纹识别,却在可玩性上开创了先河。当时,HTC One max的指纹识别可以针对不同手指做特定的动作设置,比如解锁、启动相机、打开短信等功能。
2015年,高通推出移动行业首个基于超声波技术的3D指纹认证解决方案——3D指纹技术。此后,iQOO 9 Pro结合自家新推出的OriginOS Ocean系统,在解决HTC One max指纹识别“慢、卡、不便利”的同时,也对从锁屏界面调出应用做了大量优化和创新,直接就可以从锁屏界面调出健康码、行程码以及付款码、微信等热门应用。
实际上,vivo作为iQOO的母品牌,在指纹识别技术上也处于领先状态。2018年,vivo就推出了全球第一款量产的屏幕指纹识别技术手机vivo X20 Plus 屏下指纹版。该机采用“光电式”的指纹解锁方案,让指纹识别能够在屏幕下运行,从而使得手机屏占比变得更大。2018年,其实也是全面屏流行的一年,而屏下指纹技术的出现,可以说是成全了全面屏的流行。
除了vivo外,魅族在指纹识别领域也处于行业领先水平。早在2014年11月,魅族就推出了安卓第一款支持正面按压指纹解锁功能的手机魅族MX4 Pro。2021年,魅族18 Pro中国首发了高通超声波屏下指纹——Ultrasonic mTouch。
目前,业界主流的指纹识别有电容、光学和超声波三种解决方案。如果说基于光学的屏下指纹技术解决了电容指纹模组占据手机正面位置的问题,那么,超声波指纹技术则解决了电容方案脏手/湿手不能解锁等问题。
2)苹果押注的人脸识别
苹果自然也是觉察到了自家开创的电容指纹带来的问题。但是和vivo、魅族等厂商不同,苹果的解决方案是舍去指纹识别这种方式(目前来看是这样),使用人脸识别来替代。
于是,2017年9月,苹果推出iPhone X,去掉了Touch ID,用Face ID取而代之。苹果推出带刘海的iPhone X,一方面将iPhone带入了全面屏时代,另一方面也让人脸识别在手机上发扬光大。还是那句老话,人脸识别应用于手机不是苹果首创,但确实是苹果“带”起来的。
人脸识别始于20世纪60年代,随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高。最初人脸识别是应用在金融、安保等行业,比如2015年,马云就给时任德国总理默克尔与中国副总理马凯演示了蚂蚁金服的Smile to Pay扫脸技术,说明这个时候,人脸识别的安全程度已经达到了金融级别。
而苹果从iPhone X以来,历代大迭代iPhone都是“舍弃指纹识别,坚决转向人脸识别”,背后则是源于其技术上的自信。以iPhone X来说,苹果在其难看的刘海上,配置了点阵投影器和红外镜头,通过分析脸部3万多个光点获得三维立体图像,从而避免了一些传统人脸识别技术被照片“欺骗”的问题。
3)虹膜、掌纹、声纹,甚至还有肛纹
2015年,日本富士通推出全球首款搭载虹膜识别技术的手机富士通Arrows NX F-04G。注意,这已经是富士通第二次出现了,可以说在指纹识别技术和虹膜识别技术的发展上,富士通的贡献功不可没。
接着在第二年,三星又推出了Galaxy Note 7,首次在三星手机上搭载了虹膜识别,不过效果一般。接着在2017年4月,又推出搭载虹膜识别的Galaxy S8/Plus。
此外,诸如“常输创,厂不抄”的LG推出的“Hand ID”掌纹识别、联想乐Phone A586首创的声纹解锁、中兴AXON天机Mini开创的“三纹一体”:眼纹、指纹、声纹,甚至是肛纹识别......
哎,先别想歪,这不是用在手机上的,而是斯坦福大学的研究员用在智能马桶上:通过对人体大小便的分析,从而对健康进行长期监测。
2021年,华为还申请了一项利用唇动特征的生物属性进行身份认证的专利。可以说,在如何确定你是你这件事上,厂商们的创新永远也没有尽头。
小尾巴
目前来看,任何手机都未曾取消密码解锁这一传统方式,未来会不会取消,不知道。但是可以肯定的是,对于目前来说,任何利用人体的唯一性特质来解锁的方式,都会有被破解或失灵的可能。
而手机作为藏着人类最多秘密的地方和人类使用频次最高的电子产品,围绕着“安全性”和“便利性”的考量,会是所有厂商未来进行技术攻坚的关键目标。
主要参考来源: 201604,邓邓大人,《细聊指纹识别发展史》 201611,手机中国,《手机解锁交互体验 盘点历代解锁设计》 202007,新华社,《当人脸识别遭遇口罩,虹膜识别的机会来了》 202008,野人一号,《盘点:手机解锁方式有多少种?》