一篇文章教你从入门到精通 Google 指纹验证功能
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作者:Sun Daxiang
Google 从 Android 6.0开始,提供了开放的指纹识别相关 API,通过此篇文章可以帮助开发者接入指纹验证的基础功能,并且提供了系统应用基于指纹验证的功能扩展,如指纹验证登录功能核心流程图和关键代码分析。
一、基础篇
从Android 6.0开始,Android 系统支持指纹识别功能,指纹识别的API主要是FingerprintManager。
FingerprintManager提供的公共方法有,判断系统是否支持指纹,系统是否录入过指纹,发起指纹验证,取消验证,验证结果回调。
隐藏方法有,获取系统中指纹列表,获取指纹id等信息。然而 Android 9.0以后 Google官方不推荐使用FingerprintManager 接口, 推荐使用
BiometricPrompt代替, 因为BiometricPrompt接口不能够自定义弹框样式,各业务线还未统一使用,下面会介绍此接口接入方法:
1、 效果演示和demo结构介绍
1.1 指纹验证效果
1.2 demo的代码结构
1.3 核心类说明
因指纹功能有Android 6.0和 Android 9.0适配问题,所以使用FingerprintVersionM和FingerprintVersionP分别实现对不同 Android 版本的封装实现。
FingerprintManagerWrapper, FIngerpintVersionM,FingerprintVersionP都实现IFingerprintInterface接口,统一通过startAuth() cancelAuth方法。
调起指纹验证和取消指纹验证
核心类说明:
核心类的关系图:
2、接入流程
通过下面的6步接入后,可以正常使用指纹验证功能,包括系统是否支持指纹,是否录入过指纹,拉起指纹验证,取消指纹验证,指纹验证结果回调,适配Android 6.0和Android 9.0。
第一步:在manifest文件中增加如下指纹权限功能 ,判断方法见方法见实现代码见 2.3章节
第六步:在activity生命周期onStop()调用取消验证接口,关闭指纹验证功能 见2.4章节
2.1 增加指纹使用权限
1 2 3 4 5 6 | <!--android 9.0 及以上系统使用指纹权限 --> <uses-permission android:name= "android.permission.USE_BIOMETRIC" /> <!--android 6.0 至 8.0 及以上系统使用指纹权限 --> <uses-permission android:name= "android.permission.USE_FINGERPRINT" /> <!--android 6.0 及以上,获取指纹信息权限,系统应用提升篇中会使用到 --> <uses-permission android:name= "android.permission.MANAGE_FINGERPRINT" /> |
2.2 调起指纹验证
FingerprintVersionP和FingerprintVersionM分别兼容 Android 6.0和 Android9.0指纹验证功能,FingerprintManagerWrapper,FingerprintVersionP,FingerprintVersionM统一实现IFingerprintInterface接口
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 | public FingerprintManagerWrapper() { try { if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) { mFingerprintImp = new FingerprintVersionP(); } else if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) { mFingerprintImp = new FingerprintVersionM(); } } } /** * 先判断系统是否支持指纹,系统是否录入过指纹,再调用指纹认证统一方法 */ public void startAuth(FingerprintManagerWrapper.FingerVerifyResultListener listener) { Log.i(TAG, "------startFingerAuthenticate() enter --------" ); //判断指纹设备当前是否可以使用 if (!isHardwareDetected()) { Log.e(TAG, "------hardware detected!!!--------" ); return ; } //判断当前是否有指纹 if (!hasEnrolledFingerprints()) { Log.e(TAG, "-----has no Fingerprints!!!--------" ); return ; } mFingerprintImp.startAuth(listener); } /** * android6.0android9.0统一验证和取消接口 */ interface IFingerprintInterface { public void startAuth(FingerprintManagerWrapper.FingerVerifyResultListener listener); public void canceAuth(); } |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | public class FingerprintVersionM implements IFingerprintInterface { @Override public void startAuth(FingerprintManagerWrapper.FingerVerifyResultListener listener) { //取消指纹验证类 CancellationSignal mCancellationSignal = new CancellationSignal(); MyAuthenticationCallback authenticationCallback = new MyAuthenticationCallback(); /** * 参数说明: * CryptoObject - 如果需要的话可以添加加密对象CryptoObject * CancellationSignal - 用来取消指纹验证,如果想手动取消验证,调用该参数的cancel方法 * int - 没意义,默认传0 * AuthenticationCallback - 回调验证的结果,成功、失败等 * Handler - 传null则默认创建一个在主线程上的Handler来传递消息 */ mFingerprintManager.authenticate( null , mCancellationSignal, 0 , authenticationCallback, null ); //调用识别接口 } } 点击并拖拽以移动 |
FingerprintVersionP中实现 Android 9.0指纹验证代码如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | public class FingerprintVersionP implements IFingerprintInterface { @Override public void startAuth(FingerprintManagerWrapper.FingerVerifyResultListener listener) { //用来取消指纹验证 CancellationSignal mCancellationSignal = new CancellationSignal(); //回调验证的结果,成功、失败等 AuthenticationCallback mAuthenticationCallback = new BiometricPrompt.AuthenticationCallback(){} //开始验证 mBiometricPrompt.authenticate(mCancellationSignal, mContext.getMainExecutor(), mAuthenticationCallback); } } |
2.3 指纹验证回调
1 2 3 4 5 6 7 8 | // 指纹验证失败回调方法 onAuthenticationFailed() //指纹验证成功回调方法 , 有系统权限可以通过AuthenticationResult 获取指纹的信息,指纹名称,指纹id等 onAuthenticationSucceeded(AuthenticationResult result) //指纹验证失败回调,helpMsgId=1006,helpString=6 手指移除太快 onAuthenticationHelp( int helpMsgId, CharSequence helpString) //指纹尝试多次后,指纹主动关闭。errMsgId=5,errString=指纹操作已取消。 onAuthenticationError( int errMsgId, CharSequence errString) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | // android9.0以下使用 android.hardware.fingerprint.FingerprintManager.AuthenticationCallback //android 9.0以上使用 android.hardware.biometrics.BiometricPrompt.AuthenticationCallback private class MyAuthenticationCallback extends AuthenticationCallback { @Override public void onAuthenticationFailed() { //指纹验证失败回调方法 } @Override public void onAuthenticationSucceeded(AuthenticationResult result) { //指纹验证成功回调方法 , 有系统权限可以通过AuthenticationResult 获取指纹的信息,指纹名称,指纹id等 } @Override public void onAuthenticationHelp( int helpMsgId, CharSequence helpString) { //指纹验证失败回调,helpMsgId=1006,helpString=6 手指移除太快 } @Override public void onAuthenticationError( int errMsgId, CharSequence errString) { //指纹尝试多次后,指纹主动关闭。errMsgId=5,errString=指纹操作已取消。 } } |
2.4 取消指纹验证
在activity的onStop方法中取消指纹验证功能
1 2 3 4 5 6 7 | // 屏下指纹弹框home键或者被其他页面全部覆盖后,需要关闭,重新拉起 @Override protected void onStop() { super .onStop(); //上面调起指纹验证方法中,传入的CancellationSignal对象 mCancellationSignal.cancel(); } |
2.5 判断当前系统是否支持指纹
FingerprintManager虽然在 Android 9.0以后不推荐使用,但是Google各系统版本都支持FingerprintManager,而且9.0及以上版本暂未提供判断是否支持指纹功能的 API
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | /** * 判断当前指纹功能是否可用 * * @return */ public boolean isHardwareDetected() { boolean isHardwareSupport = false ; try { if (mFingerprintManager != null ) { isHardwareSupport = mFingerprintManager.isHardwareDetected(); } } catch (Exception e) { Log.e(TAG, "isHardwareDetected err " , e); } Log.e(TAG, "isHardwareDetected(), isHardwareSupport= " + isHardwareSupport); return isHardwareSupport; } |
2.6 判断系统是否录入过指纹
同上使用FingerprintManager判断系统是否录入过指纹
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | /** * 判断是否录入过指纹 * * @return */ public boolean hasEnrolledFingerprints() { boolean hasEnrolledFinger = false ; try { if (mFingerprintManager != null ) { hasEnrolledFinger = mFingerprintManager.hasEnrolledFingerprints(); } } catch (Exception e) { Log.e(TAG, "hasEnrolledFingerprints err " , e); } Log.e(TAG, "hasEnrolledFingerprints(), hasEnrolledFinger= " + hasEnrolledFinger); return hasEnrolledFinger; } |
以上基础篇介绍了 Google提供的公共 API , 基本满足指纹验证的功能。
下面介绍获取指纹id和指纹列表方法,可以满足其他业务需求,比如帐号登录,支付等功能。
二、系统应用提升篇
1、获取到指纹id
指纹验证成功后,根据FingerprintManager.AuthenticationResult 对象可以通过反射方法获取到指纹id(指纹id是隐藏属性),需要添加权限
android.permission.MANAGE_FINGERPRINT, Android 6.0和 Android9.0中Fingerprint对象有差异:
Android 6.0中Fingerprint中包含有指纹id的属性mFingerprintId和public方法getFingerprintId
Android 9.0 中Fingerprint类继承BiometricAuthenticator.Identifer,并且指纹id也放入此类中,属性名为mBiometricId ,方法为getBiometricId
(Android 9.0 相关类依赖关系)
(Android6.0类图依赖关系)
因此使用反射获取Fingerprint对象和指纹id方法需要适配 Android 6.0和 Android 9.0,详细方法如下:
Android 6.0中AuthenticationResult反射获取Fingerprint对象,Fingerprint对象getFingerId获取到指纹id
Android 9.0以上指纹信息放在Fingerprint的父类中,所以需要通过clzz.getSuperclass()获取父类对象,在反射方法getBiometricId获取指纹 id
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | private static int getFingerId(AuthenticationResult result) { int fingerId = - 1 ; try { Field field = result.getClass().getDeclaredField( "mFingerprint" ); field.setAccessible( true ); Object fingerPrint = field.get(result); Class<?> clzz = Class.forName( "android.hardware.fingerprint.Fingerprint" ); if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.P) { Log.i(TAG, "-------ANDROID Q-------" ); Class<?> supClass = clzz.getSuperclass(); Method getBiometricId = supClass.getDeclaredMethod( "getBiometricId" ); fingerId = ( int ) getBiometricId.invoke(fingerPrint); } else { Log.i(TAG, "------- ANDROID M-P-------" ); Method getFingerId = clzz.getDeclaredMethod( "getFingerId" ); fingerId = ( int ) getFingerId.invoke(fingerPrint); } Log.d(TAG, "fingerId=" + fingerId); } catch (Exception e) { Log.e(TAG, "" , e); } return fingerId; } |
2、获取系统中指纹列表
系统录入指纹,可以通过反射方法获取到指纹列表中,各指纹信息
通过反射后获取指纹列表json字符串:
1 2 | android6. 0 :[{ "mDeviceId" : 0 , "mFingerId" : 1147763748 , "mGroupId" : 0 , "mName" : "指纹 1" },{ "mDeviceId" : 0 , "mFingerId" : 412764029 , "mGroupId" : 0 , "mName" : "指纹 2" }] android9. 0 : [{ "mGroupId" : 0 , "mBiometricId" :- 714471355 , "mDeviceId" : 517254275456 , "mName" : "指纹 1" },{ "mGroupId" : 0 , "mBiometricId" :- 803114291 , "mDeviceId" : 517254275456 , "mName" : "指纹 2" }] |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 | 1 : 将反射获取的指纹列表json字符串,使用gson转为AccountFingerprint对象(兼容android6. 0 -android10. 0 ) Gson gson = new Gson(); Object object = getEnrolledFingerprints(mFingerprintManager); String fingerListString = gson.toJson(object) // android6.0-android9.0 [{"mDeviceId":0,"mFingerId":1147763748,"mGroupId":0,"mName":"指纹 1"},{"mDeviceId":0,"mFingerId":412764029,"mGroupId":0,"mName":"指纹 2"}] // android10.0 [{"mGroupId":0,"mBiometricId":-714471355,"mDeviceId":517254275456,"mName":"指纹 1"},{"mGroupId":0,"mBiometricId":-803114291,"mDeviceId":517254275456,"mName":"指纹 2"}] List<AccountFingerprint> list = gson.fromJson(fingerListString, new TypeToken<List<AccountFingerprint>>() {}.getType()); 2 :反射FingerprintManager调用getEnrolledFingerprints方法获取已录入指纹列表 /** * 反射获取当前用户的所有指纹信息列表 * * @param fm FingerprintManagerWrapper * @return 指纹信息列表 */ public static Object getEnrolledFingerprints(FingerprintManager fm) { try { if (fm != null ) { Object obj = invokeMethod(fm, "getEnrolledFingerprints" ); return obj; } } catch (Exception e) { VLog.e(TAG, "getEnrolledFingerprints()" , e); } return null ; } 3 : 自定义的AccountFingerprint bean,兼容android6-android10 //创建的指纹bean public class AccountFingerprint { @SerializedName ( "mBiometricId" ) private int mBiometricId; @SerializedName ( "mFingerId" ) private int mFingerId; @SerializedName ( "mGroupId" ) private int mGroupId; @SerializedName ( "mDeviceId" ) private long mDeviceId; @SerializedName ( "mName" ) private String mPrintName; } |
3、指纹认证实用场景介绍(指纹登录帐号功能)
举个栗子:获取指纹id和指纹列表后可以实现指纹登录功能
- 首先获取设备的指纹列表同步给服务器,服务器记录帐号,设备,指纹列表,绑定关系
- 用户使用指纹验证的id + 帐号+设备发起登录请求
- 服务器校验当前帐号,指纹id,设备,是否有同步保存记录,并返回验证结果
指纹登录效果
指纹登录交互时序图
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