寫在前面

指紋識(shí)別大家都不陌生，現(xiàn)在比較新的Android/ target=_blank class=infotextkey>安卓手機(jī)大多都已經(jīng)支持面部識(shí)別了，指紋識(shí)別更是主流安卓手機(jī)的標(biāo)配功能。這兩個(gè)功能可以說用過都說好，確實(shí)是方便快捷。

不過大家觀察一下會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些手機(jī)的指紋識(shí)別和面部識(shí)別也就是支持一下手機(jī)的鎖屏解鎖而已，數(shù)量巨大的App對于這兩個(gè)技術(shù)的應(yīng)用可以說比較少。這何嘗不是APP良好體驗(yàn)性的損失呢？

慶幸的是，基于 google API 實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別的基礎(chǔ)性功能并不復(fù)雜。

指紋識(shí)別的兼容性和安全性問題

除了實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別的基礎(chǔ)性功能，我認(rèn)為開發(fā)者還需要關(guān)注和選擇性處理的問題有兩個(gè)：兼容性和安全性。

為什么說選擇性處理？

首先說兼容性，指紋識(shí)別的 API 是 Google 在 Android 6.0 開放出來的。

在 Android 6.0 以下的系統(tǒng)上，某些手機(jī)廠商自行支持了指紋識(shí)別，如果我們的 APP 要兼容這些設(shè)備，就還要集成廠商的指紋識(shí)別的SDK，這是最大的兼容性問題。不過，現(xiàn)在 Android 6.0 以下的設(shè)備已經(jīng)很少了，其中支持指紋識(shí)別的設(shè)備就更少了，不對其進(jìn)行兼容，我認(rèn)為也是可以的。

在Android 6.0 以上的系統(tǒng)上，由于廠商對 Android 系統(tǒng)和指紋識(shí)別模塊的定制化普遍，導(dǎo)致會(huì)出現(xiàn)一些兼容性問題。這個(gè)沒有什么好的辦法，就需要開發(fā)者見招拆招了。已經(jīng)踩過坑的開發(fā)者很多，大家可以到網(wǎng)上搜索相關(guān)的文章看。

然后說下安全性，由于已添加的指紋是存儲(chǔ)在手機(jī)上的，Google API 驗(yàn)證指紋后僅僅返回 true 或者 false，我們是很難無條件相信這個(gè)識(shí)別結(jié)果的。比如說用戶的手機(jī) root 了或者是自定制設(shè)備，指紋識(shí)別是有可能被劫持進(jìn)而返回有誤的識(shí)別結(jié)果的。

好在這種情況發(fā)生的概率比較低。如果指紋識(shí)別的應(yīng)用場景非交易非支付，僅僅是類似于 “啟動(dòng) APP 進(jìn)行指紋驗(yàn)證” 這樣的情況的話，Google API 提供的指紋識(shí)別就夠用了。

關(guān)于兼容性和安全性的問題，本文不過多探討了，給大家推薦一篇文章，同時(shí)也請大家關(guān)注文章中提到的支付寶和騰訊的處理方式，及其開源情況：

指紋識(shí)別 API 的版本演進(jìn)

在 Android 6.0（Android M Api23），Android 系統(tǒng)開放了指紋識(shí)別的api，存在于 android.hardware.fingerprint包下，核心類是FingerprintManager，提供了基礎(chǔ)的指紋識(shí)別的功能。要注意的是，F(xiàn)ingerprintManager在 Android 9.0（Android P Api28）做了 @Deprecated 標(biāo)記，將被棄用。

后來，在android.support.v4.hardware.fingerprint包和 androidx.core.hardware.fingerprint包中，F(xiàn)ingerprintManager升級(jí)為了 FingerprintManagerCompat，對功能進(jìn)行了增強(qiáng)，也做了一些兼容性的處理，比如增加了系統(tǒng)版本號(hào)的判斷，對指紋支持加密處理等。實(shí)際上閱讀源碼會(huì)發(fā)現(xiàn)，他的核心功能還是調(diào)用 FingerprintManager 實(shí)現(xiàn)的。

再之后，在 Android 9.0（Android P Api 28），Google 對生物識(shí)別進(jìn)行了進(jìn)一步增強(qiáng)，開放了以 BiometricPrompt 為核心的新 Api，存在于 androidx.biometric 包和android.hardware.biometrics包下，Google 在開發(fā)者文檔中是這樣解釋的：

On devices running P and above, this will show a system-provided authentication prompt, using a device's supported biometric (fingerprint, iris, face, etc).

大意是，在 Android P 及以上版本的系統(tǒng)中，BiometricPrompt 將展現(xiàn)一個(gè)由系統(tǒng)提供的驗(yàn)證提示，用于支持設(shè)備提供的生物識(shí)別，包括指紋、虹膜、面部等。

目前來看，虹膜和面部等生物識(shí)別 Api 尚未開放，僅支持指紋識(shí)別，不過在指紋識(shí)別上進(jìn)行了統(tǒng)一，比如要求使用統(tǒng)一的指紋識(shí)別 UI ，不允許開發(fā)者自定義了。

指紋識(shí)別關(guān)鍵方法 authenticate

這是指紋識(shí)別中最核心的方法，用于拉起指紋識(shí)別掃描器進(jìn)行指紋識(shí)別。

以 FingerprintManagerCompat 中 authenticate() 方法為例，開發(fā)者文檔中是這樣定義的：

解釋一下各個(gè)參數(shù)：

FingerprintManagerCompat.CryptoObject crypto

源碼中是這樣解釋的：

 /**
 * A wrapper class for the crypto objects supported by FingerprintManager. Currently the
 * framework supports {@link Signature} and {@link Cipher} objects.
 */

大意是，這是一個(gè)密碼對象的包裝類，當(dāng)前支持 Signature 形式和 Cipher 形式的密碼對象加密。

作用是，指紋掃描器會(huì)使用這個(gè)對象判斷指紋認(rèn)證結(jié)果的合法性。Android 6.0 是 @Nullable，但不建議傳 null，且在 Android 9.0 之后就是@NonNull 了。

我的代碼中提供了一個(gè) Cipher 的幫助類，可用來創(chuàng)建一個(gè) Cipher 對象，可參考使用。

int flags

可選標(biāo)志，暫無用處，傳 0 即可。只用于 Android 6.0。

CancellationSignal cancel

這個(gè)對象的作用是用來取消指紋掃描器的掃描操作。比如在用戶點(diǎn)擊識(shí)別框上的“取消”按鈕或者“密碼驗(yàn)證”按鈕后，就要及時(shí)取消掃描器的掃描操作。

不及時(shí)取消的話，指紋掃描器就會(huì)一直掃描，直至超時(shí)。這會(huì)造成兩個(gè)問題：

(1) 耗電

(2) 在超時(shí)時(shí)間內(nèi)，用戶將無法再次調(diào)起指紋識(shí)別。

同樣，這個(gè)參數(shù)在 Android 6.0 是 @Nullable，在 Android 9.0 之后是 @NonNull ，由于上述的原因，不建議傳 null 。

FingerprintManagerCompat.AuthenticationCallback callback

指紋識(shí)別結(jié)果的回調(diào)接口，是 @NonNull 的，其中聲明了如下幾個(gè)方法：

重點(diǎn)關(guān)注一下 onAuthenticationError() 和 onAuthenticationHelp() 兩個(gè)方法，當(dāng)出現(xiàn)指紋識(shí)別異常時(shí)會(huì)被回調(diào)：

(1) 參數(shù) errString 和 helpString 是具體的異常信息，例如“手指移動(dòng)過快”、“驗(yàn)證失敗”等。這個(gè)異常信息是由系統(tǒng)提供的，目前看到的情況是系統(tǒng)會(huì)根據(jù)應(yīng)用使用的語言匹配對應(yīng)的異常信息。

應(yīng)用有做國際化的小伙伴，對系統(tǒng)匹配對應(yīng)語言的異常信息不放心的話，可根據(jù) errMsgId 和 helpMsgId 自行處理。

(2) 參數(shù) errMsgId 和 helpMsgId 是某個(gè)異常的 Id 標(biāo)識(shí)，有很多，這里不贅述，各位請自行查看開發(fā)者文檔。注意注意的是，在 Android 6.0 上和 Android 9.0 上有差別。

Handler handler

這個(gè)參數(shù)用于 Android 6.0，是 @Nullable 的，作用是告訴系統(tǒng)使用這個(gè) Handler 的 Looper 處理指紋識(shí)別的 Message。默認(rèn)就是交給主線程的 Looper 處理，傳 null 即可。

Executor executor （補(bǔ)充，是）

這個(gè)參數(shù)是 Android 9.0 Api BiometricPrompt.authenticate() 中的參數(shù)，是 @NonNull的，作用與上個(gè)參數(shù) Handler handler 類似，用來分發(fā)指紋識(shí)別的回調(diào)事件。

當(dāng)通過主線程進(jìn)行分發(fā)時(shí)，可通過 Context#getMainExecutor() 傳參；

當(dāng)通過共享線程池進(jìn)行分發(fā)時(shí)，可通過 AsyncTask#THREAD_POOL_EXECUTOR 傳參。

指紋識(shí)別的實(shí)踐

在指紋識(shí)別功能的實(shí)踐中，我將其做成了開源庫發(fā)布在了 Github 上，可通過 gradle 進(jìn)行依賴，使用方法比較簡單，兩三行代碼，再傳入一個(gè)驗(yàn)證結(jié)果監(jiān)聽即可。

下面對部分實(shí)現(xiàn)過程做一下介紹，詳細(xì)的 Api 及源碼請移步 Github。

Github 地址：https://github.com/ZuoHailong/BiometricPrompt

示例

Android 6.0 指紋識(shí)別框，開發(fā)者自定義：

Android 9.0 指紋識(shí)別框，系統(tǒng)提供：

其中指紋 icon 和取消按鈕的文字顏色，由屬性 colorPrimary 的顏色值決定。

指紋識(shí)別管理類

FingerprintVerifyManager 是指紋識(shí)別庫的入口，對指紋識(shí)別進(jìn)行管理，通過 FingerprintVerifyManager.Builder 對指紋識(shí)別進(jìn)行初始化。

在這個(gè)類中，有根據(jù)手機(jī)系統(tǒng)版本調(diào)用不同的指紋識(shí)別 Api（FingerprintManagerCompat或者 BiometricPrompt），其中 BiometricPrompt 支持開啟或者關(guān)閉，默認(rèn)關(guān)閉。

public FingerprintVerifyManager(Builder builder) {
 IFingerprint fingerprint;
 // >= Android P
 if (AndrVersionUtil.isAboveAndrP()) {
 //在 Android P 上是否展示系統(tǒng)提供的識(shí)別框
 if (builder.enableAndroidP)
 fingerprint = FingerprintAndrP.newInstance();
 else
 fingerprint = FingerprintAndrM.newInstance();
 } else if (AndrVersionUtil.isAboveAndrM()) {// Android 6.0 =< Version
 fingerprint = FingerprintAndrM.newInstance();
 } else {// < Android 6.0 ，官方未開放指紋識(shí)別，某些機(jī)型自行支持的情況暫不做處理
 builder.callback.onError(builder.context.getString(R.string.biometricprompt_verify_error_below_m));
 return;
 }
 ……
 fingerprint.authenticate(builder.context, bean, builder.callback);
 }

其中 IFingerprint 是指紋識(shí)別的接口，兼容 Android 6.0 的 FingerprintAndrM 和兼容 Android 9.0 的 FingerprintAndrP 都實(shí)現(xiàn)了此接口。

public interface IFingerprint {
 /**
 * 初始化并調(diào)起指紋識(shí)別
 *
 * @param context
 * @param verificationDialogStyleBean 指紋識(shí)別框樣式
 * @param callback 通知開發(fā)者指紋識(shí)別結(jié)果
 */
 void authenticate(Activity context, VerificationDialogStyleBean verificationDialogStyleBean, FingerprintCallback callback);
}

基于Android 6.0 實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別

上文有提及，F(xiàn)ingerprintAndrM 是基于 Android 6.0 的具體的指紋識(shí)別實(shí)現(xiàn)類：

@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
public class FingerprintAndrM implements IFingerprint {
 private final String TAG = FingerprintAndrM.class.getName();
 private Activity context;
 private static FingerprintAndrM fingerprintAndrM;
 //指紋驗(yàn)證框
 private static FingerprintDialog fingerprintDialog;
 //指向調(diào)用者的指紋回調(diào)
 private FingerprintCallback fingerprintCallback;
 //用于取消掃描器的掃描動(dòng)作
 private CancellationSignal cancellationSignal;
 //指紋加密
 private static FingerprintManagerCompat.CryptoObject cryptoObject;
 //Android 6.0 指紋管理
 private FingerprintManagerCompat fingerprintManagerCompat;
 @Override
 public void authenticate(Activity context, VerificationDialogStyleBean bean, FingerprintCallback callback) {
 //判斷指紋識(shí)別是否可用
 if (!canAuthenticate(context, callback))
 return;
 this.context = context;
 this.fingerprintCallback = callback;
 //Android 6.0 指紋管理 實(shí)例化
 fingerprintManagerCompat = FingerprintManagerCompat.from(context);
 //取消掃描，每次取消后需要重新創(chuàng)建新示例
 cancellationSignal = new CancellationSignal();
 cancellationSignal.setOnCancelListener(() -> fingerprintDialog.dismiss());
 //調(diào)起指紋驗(yàn)證
 fingerprintManagerCompat.authenticate(cryptoObject, 0, cancellationSignal, authenticationCallback, null);
 //指紋驗(yàn)證框
 fingerprintDialog = FingerprintDialog.newInstance(context).setActionListener(dialogActionListener).setDialogStyle(bean);
 fingerprintDialog.show(context.getFragmentManager(), TAG);
 }
 public static FingerprintAndrM newInstance() {
 if (fingerprintAndrM == null) {
 synchronized (FingerprintAndrM.class) {
 if (fingerprintAndrM == null) {
 fingerprintAndrM = new FingerprintAndrM();
 }
 }
 }
 //指紋加密，提前進(jìn)行Cipher初始化，防止指紋認(rèn)證時(shí)還沒有初始化完成
 try {
 cryptoObject = new FingerprintManagerCompat.CryptoObject(new CipherHelper().createCipher());
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 return fingerprintAndrM;
 }
 /**
 * 指紋驗(yàn)證框按鍵監(jiān)聽
 */
 private FingerprintDialog.OnDialogActionListener dialogActionListener = new FingerprintDialog.OnDialogActionListener() {
 @Override
 public void onUsepwd() {
 if (fingerprintCallback != null)
 fingerprintCallback.onUsepwd();
 }
 @Override
 public void onCancle() {//取消指紋驗(yàn)證，通知調(diào)用者
 if (fingerprintCallback != null)
 fingerprintCallback.onCancel();
 }
 @Override
 public void onDismiss() {//驗(yàn)證框消失，取消指紋驗(yàn)證
 if (cancellationSignal != null && !cancellationSignal.isCanceled())
 cancellationSignal.cancel();
 }
 };
 /**
 * 指紋驗(yàn)證結(jié)果回調(diào)
 */
 private FingerprintManagerCompat.AuthenticationCallback authenticationCallback = new FingerprintManagerCompat.AuthenticationCallback() {
 @Override
 public void onAuthenticationError(int errMsgId, CharSequence errString) {
 super.onAuthenticationError(errMsgId, errString);
 fingerprintDialog.setTip(errString.toString(), R.color.biometricprompt_color_FF5555);
 }
 @Override
 public void onAuthenticationHelp(int helpMsgId, CharSequence helpString) {
 super.onAuthenticationHelp(helpMsgId, helpString);
 fingerprintDialog.setTip(helpString.toString(), R.color.biometricprompt_color_FF5555);
 }
 @Override
 public void onAuthenticationSucceeded(FingerprintManagerCompat.AuthenticationResult result) {
 super.onAuthenticationSucceeded(result);
 fingerprintDialog.setTip(context.getString(R.string.biometricprompt_verify_success), R.color.biometricprompt_color_82C785);
 fingerprintCallback.onSucceeded();
 fingerprintDialog.dismiss();
 }
 @Override
 public void onAuthenticationFailed() {
 super.onAuthenticationFailed();
 fingerprintDialog.setTip(context.getString(R.string.biometricprompt_verify_failed), R.color.biometricprompt_color_FF5555);
 fingerprintCallback.onFailed();
 }
 };
 /*
 * 在 Android Q，Google 提供了 Api BiometricManager.canAuthenticate() 用來檢測指紋識(shí)別硬件是否可用及是否添加指紋
 * 不過尚未開放，標(biāo)記為"Stub"(存根)
 * 所以暫時(shí)還是需要使用 Andorid 6.0 的 Api 進(jìn)行判斷
 * */
 private boolean canAuthenticate(Context context, FingerprintCallback fingerprintCallback) {
 /*
 * 硬件是否支持指紋識(shí)別
 * */
 if (!FingerprintManagerCompat.from(context).isHardwareDetected()) {
 fingerprintCallback.onError(FingerprintManager.FINGERPRINT_ERROR_HW_NOT_PRESENT, context.getString(R.string.biometricprompt_verify_error_no_hardware));
 return false;
 }
 //是否已添加指紋
 if (!FingerprintManagerCompat.from(context).hasEnrolledFingerprints()) {
 fingerprintCallback.onNoneEnrolled();
 return false;
 }
 return true;
 }
}

這里面要重點(diǎn)關(guān)注 CancellationSignal 與指紋識(shí)別框的關(guān)聯(lián)，也就是識(shí)別框消失，就一定要取消指紋掃描器的掃描操作，否則在超時(shí)時(shí)間內(nèi)，用戶將無法再次拉起指紋識(shí)別（盡管可以彈出指紋識(shí)別框）。

基于Android 9.0 實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別

上文有提及，F(xiàn)ingerprintAndrP 是基于 Android 9.0 的具體的指紋識(shí)別實(shí)現(xiàn)類：

@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.P)
public class FingerprintAndrP implements IFingerprint {
 private static FingerprintAndrP fingerprintAndrP;
 //指向調(diào)用者的指紋回調(diào)
 private FingerprintCallback fingerprintCallback;
 //用于取消掃描器的掃描動(dòng)作
 private CancellationSignal cancellationSignal;
 //指紋加密
 private static BiometricPrompt.CryptoObject cryptoObject;
 @Override
 public void authenticate(Activity context, VerificationDialogStyleBean verificationDialogStyleBean, FingerprintCallback callback) {
 //判斷指紋識(shí)別是否可用
 if (!canAuthenticate(context, callback))
 return;
 this.fingerprintCallback = callback;
 /*
 * 初始化 BiometricPrompt.Builder
 */
 ……
 //構(gòu)建 BiometricPrompt
 BiometricPrompt biometricPrompt = builder.build();
 //取消掃描，每次取消后需要重新創(chuàng)建新示例
 cancellationSignal = new CancellationSignal();
 cancellationSignal.setOnCancelListener(() -> {
 });
 /*
 * 拉起指紋驗(yàn)證模塊，等待驗(yàn)證
 * Executor：
 * context.getMainExecutor()
 */
 biometricPrompt.authenticate(cryptoObject, cancellationSignal, context.getMainExecutor(), authenticationCallback);
 }
 public static FingerprintAndrP newInstance() {
 if (fingerprintAndrP == null) {
 synchronized (FingerprintAndrM.class) {
 if (fingerprintAndrP == null) {
 fingerprintAndrP = new FingerprintAndrP();
 }
 }
 }
 //指紋加密，提前進(jìn)行Cipher初始化，防止指紋認(rèn)證時(shí)還沒有初始化完成
 try {
 cryptoObject = new BiometricPrompt.CryptoObject(new CipherHelper().createCipher());
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 return fingerprintAndrP;
 }
 /**
 * 認(rèn)證結(jié)果回調(diào)
 */
 private BiometricPrompt.AuthenticationCallback authenticationCallback = new BiometricPrompt.AuthenticationCallback() {
 @Override
 public void onAuthenticationError(int errorCode, CharSequence errString) {
 super.onAuthenticationError(errorCode, errString);
 if (fingerprintCallback != null) {
 if (errorCode == 5) {//用戶取消指紋驗(yàn)證，不必向用戶拋提示信息
 fingerprintCallback.onCancel();
 return;
 }
 fingerprintCallback.onError(errorCode, errString.toString());
 }
 }
 @Override
 public void onAuthenticationHelp(int helpCode, CharSequence helpString) {
 super.onAuthenticationHelp(helpCode, helpString);
 if (fingerprintCallback != null)
 fingerprintCallback.onError(helpCode, helpString.toString());
 }
 @Override
 public void onAuthenticationSucceeded(BiometricPrompt.AuthenticationResult result) {
 super.onAuthenticationSucceeded(result);
 if (fingerprintCallback != null)
 fingerprintCallback.onSucceeded();
 }
 @Override
 public void onAuthenticationFailed() {
 super.onAuthenticationFailed();
 if (fingerprintCallback != null)
 fingerprintCallback.onFailed();
 }
 };
 /*
 * 在 Android Q，Google 提供了 Api BiometricManager.canAuthenticate() 用來檢測指紋識(shí)別硬件是否可用及是否添加指紋
 * 不過尚未開放，標(biāo)記為"Stub"(存根)
 * 所以暫時(shí)還是需要使用 Andorid 6.0 的 Api 進(jìn)行判斷
 * */
 private boolean canAuthenticate(Context context, FingerprintCallback fingerprintCallback) {
 /*
 * 硬件是否支持指紋識(shí)別
 * */
 if (!FingerprintManagerCompat.from(context).isHardwareDetected()) {
 fingerprintCallback.onError(FingerprintManager.FINGERPRINT_ERROR_HW_NOT_PRESENT, context.getString(R.string.biometricprompt_verify_error_no_hardware));
 return false;
 }
 //是否已添加指紋
 if (!FingerprintManagerCompat.from(context).hasEnrolledFingerprints()) {
 fingerprintCallback.onNoneEnrolled();
 return false;
 }
 return true;
 }
}

這里需要開發(fā)者關(guān)注的有兩點(diǎn)：

(1) Android 9.0 不允許開發(fā)者自定義指紋識(shí)別框，但系統(tǒng)提供的指紋識(shí)別框的靈活性堪憂。比如說，目前來看，系統(tǒng)只允許在識(shí)別框出現(xiàn)一個(gè)按鈕，放了 “取消” 就不能放 “密碼驗(yàn)證” ，放了 “密碼驗(yàn)證” 就不能放 “取消”。（尷尬臉……）

(2) 系統(tǒng)提供的指紋識(shí)別框只能在界面底部，不可以上下居中。但在某些手機(jī)上(如OPPO reno)，指紋傳感器也是在界面底部，當(dāng)拉起指紋識(shí)別時(shí)，會(huì)在指紋傳感器的位置顯示一個(gè)指紋圖標(biāo)，以提示用戶在哪下指。然而，系統(tǒng)提供的指紋識(shí)別框上也有一個(gè)指紋圖標(biāo)，這兩個(gè)指紋圖標(biāo)就發(fā)生了重合或者離的很近。（尷尬臉……）

示例：

鑒于以上問題，指紋開源庫提供了一個(gè)方法 builder.enableAndroidP(boolean enableAndroidP) ，允許調(diào)用者開啟或者關(guān)閉 Android 9.0 系統(tǒng)提供的指紋識(shí)別框。當(dāng)關(guān)閉時(shí)，將使用 Android 6.0 的指紋識(shí)別 Api，并使用自定義的指紋識(shí)別框。

指紋識(shí)別庫 Github 地址：https://github.com/ZuoHailong/BiometricPrompt