本文大部分总结和研究各种指纹识别的原理和安全性，作为日后指纹安全的参考wiki。
现阶段，任何一种生物特征识别，都是通过传感器把生物特征投影成像为数字信号，指纹也不例外。具体来说分为指纹图像提取、预处理、特征提取、比对等步骤。
指纹识别原理
根据指纹图像提取技术的不同，现阶段主要分为光学指纹、电容指纹、超声波指纹以及屏下指纹几大类。
1.光学指纹
光学指纹识别的原理如下图，手指按在指纹采集器上后，内部的光源将光线打到手指上，经过手指反射后汇集到识别器上，获得指纹图像。
现在有很多门禁、打卡机等等使用光学指纹识别技术，其缺点是如果手上有油污或者汗水，识别效果就会大幅度降低。
优点
- 光学指纹传感器可靠，价格便宜
缺点
- 手指湿水后影响光的反射
- 手指有干皮导致识别不了
- 可能会有痕迹遗留
- 无法识别活体，指纹可复制
攻击面
- 利用普通的蜡就可以制作假指纹
- 残留的指纹直接盖上纸片
2.电容指纹
电容感测的原理就是当用户将手指按在传感器上时，会测量出指纹引起的极小的电导率变化信号，然后用测量到的数据形成一副指纹的图像。手指最外层的皮肤也就是指纹，是不导电的，而指纹里面的皮下层是导电的
电容指纹识别技术相比于光学传感器体积小、集成度高。所以这种传感器广泛应用于手机、便携设备等地方。例如高级门锁、保险箱等
优点
- 体积小，集成度高
- 图像质量较高
- 手指上的干皮不影响识别
- 依靠活体导电，有效对抗伪造
缺点
- 手指湿脏水后由于脏水导电，导致识别不准
- 成本高
攻击面
- 利通导电溶液制作假指纹
3.超声指纹
原理是利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波。因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹凹凸不平的图像，甚至能渗透到皮肤表面之下识别指纹独特的3D特征
优点
- 湿手不影响识别
缺点
- 成本高
- 识别速度慢
攻击面
- 较难攻击
4.屏下指纹
通俗地说，屏下指纹识别，就是将指纹识别器藏在屏幕下边，透过屏幕对用户的指纹进行信息采集和匹配识别。屏下指纹的识别传感器集成在了手机屏幕中，可以大幅提高移动设备的屏占比。
屏下指纹可以结合光学识别、电容识别和超声波识别等多种方式，进一步的提高准确率和可靠性。
屏下指纹识别目前常见的方案有两种：光学指纹识别和超声波指纹识别。目前比较知名的屏下指纹识别方案商有高通、新思、汇顶和上海箩箕等，高通主要研究超声波方案；另外三家都是光学指纹识别方案，主要是考虑到成本和效率。
优点
- 提高屏占比
缺点
- 功耗较高
- 只能用OLED屏幕，这种屏幕有个不大不小的缺点，即圈内所说的“烧屏”——长时间在同一区域进行指纹识别操作（亮灯）可能会加快该区域屏幕的老化，就像灯泡坏了一样。
攻击面
- 痕迹残留攻击
指纹攻击
指纹攻击主要有两个角度：
- 通过指纹采集的方式获取原始指纹图像，进而制造一个假体指纹
- 通过文件读取等获取到指纹特征文件，根据指纹特征制造一个假体指纹（难度较高）
指纹图像的获取
- 带有指纹的高清晰照片（例如领导人挥手示意时）
- 合同、按手印活动等上面的指纹图像
- 通过模具成型获取到的指纹（例如明星在星光大道留下的掌印，有时精度较低）
- 获取手机、玻璃杯、指纹模块等上面留下的指纹痕迹
指纹制作
- 光敏印章
- 导电材料
参考资料：
- 指纹识别传感器科普贴（一）：技术演变历程 http://www.mems.me/mems/overview_201703/4232.html
- 光学vs半导体，指纹智能锁哪一种更好用？https://zhuanlan.zhihu.com/p/39490067
- 深度剖析：手机指纹的马奇诺防线 https://paper.seebug.org/471/
- 关于屏下指纹，我们做了很有趣的测试 https://zhuanlan.zhihu.com/p/43374532
- 一张纸秒破指纹解锁 https://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1544715502&ver=1283&signature=qiu1F0Hq5ZZNjvqtWbM6EyBmpKhFXmDhiRSv78hvdyKpH5pVVl-koBJ1VH08jSrynsOE90-7742z-bD7A2LyRt1hxOFpPZZRKlVUTAQ9gsfXy3HTK-QczhKn78x41-Vf&new=1