Android 使用指纹demo

转载

mob64ca14122c74 2024-10-29 07:54:21

Fingerprint HIDL

在配有指纹传感器的设备上，用户可以注册一个或多个指纹，并使用这些指纹来解锁设备以及执行其他任务。Android 会利用 Fingerprint HIDL（硬件接口定义语言）连接到供应商专用库和指纹硬件（例如指纹传感器）。

如需实现 Fingerprint HIDL，您必须在某个供应商专用库中实现 IBiometricsFingerprint.hal。

设备的指纹传感器通常处于闲置状态。不过，为了响应对 authenticate 或 enroll 的调用，指纹传感器会监听触摸操作（并且屏幕可能会在用户触摸指纹传感器时被唤醒）。指纹匹配的概要流程包括以下步骤：

该流程假设设备上已经注册了一个指纹，即供应商专用库已为该指纹注册了一个模板。如需了解详情，请参阅身份验证。

注意：设备上存储的指纹模板越多，进行指纹匹配所需的时间就越长。

Fingerprint HAL 会与以下组件交互。

BiometricManager 会在应用进程中与应用直接交互。每个应用都有一个 IBiometricsFingerprint.hal 实例。
FingerprintService 在系统进程中运行，可处理与 Fingerprint HAL 之间的通信。
Fingerprint HAL 是 IBiometricsFingerprint HIDL 接口的 C/C++ 实现。它包含可与设备专有硬件进行通信的供应商专用库。
Keystore API 和 Keymaster 组件提供由硬件支持的加密功能，以便在安全环境（例如可信执行环境 (TEE)）中安全地存储密钥。

Android 使用指纹demo_android

图 1. 指纹身份验证的概要数据流程

供应商专用 HAL 实现必须使用 TEE 所要求的通信协议。不得将原始图像和处理后的指纹特征传递到不可信内存中。所有此类生物识别数据都需要存储在安全硬件（例如 TEE）中。请确保即使具备 Root 权限，也不能取得生物识别数据。

FingerprintService 和 fingerprintd 会通过 Fingerprint HAL 调用供应商专用库，以便注册指纹以及执行其他操作。

Android 使用指纹demo_android_02

图 2. Fingerprint 守护程序与 Fingerprint 供应商专用库之间的交互

以下 Fingerprint HAL 准则旨在确保指纹数据不会被泄露，并可以在从设备中移除用户时一并移除相应指纹数据：

必须要确保在任何情况下都无法从传感器驱动程序或 TEE 以外访问原始指纹数据或衍生内容（例如模板）。如果硬件支持 TEE，则只能将硬件访问权限授予 TEE，并且必须通过 SELinux 政策对硬件访问权限加以保护。串行外设接口 (SPI) 通道必须只能供 TEE 访问，并且必须有针对所有设备文件的明确 SELinux 政策。
指纹采集、注册和识别必须在 TEE 内部进行。
只有加密的指纹数据才能存储在文件系统中（即使文件系统本身已加密）。
指纹模板必须采用设备专用私钥进行签名。对于高级加密标准 (AES)，模板必须至少通过绝对文件系统路径、群组和指纹 ID 进行签名，这样一来，相应模板文件便无法在其他设备上使用，并且无法用于在同一设备上注册的任何其他用户。例如，您将无法复制同一设备上其他用户的指纹数据，也无法从其他设备复制指纹数据。
实现必须使用 setActiveGroup() 函数提供的文件系统路径，或提供一种能够在移除用户时一并清空该用户所有模板数据的方法。强烈建议将指纹模板文件以加密形式存储在提供的路径中。如果因 TEE 存储要求而导致这种做法不可行，实现人员必须添加一些钩子，以确保在移除用户时一并移除相关数据。

Fingerprint HIDL 接口在 IBiometricsFingerprint.hal 中包含以下主要方法。

方法	说明
`enroll()`	将 HAL 状态机切换到开始收集和存储指纹模板的状态。注册完成后或超时后，HAL 状态机会返回到闲置状态。
`preEnroll()`	生成一个独一无二的令牌，以指明指纹注册已开始。为 `enroll` 函数提供令牌，以确保事先已经过身份验证（例如使用密码）。为了防止被篡改，确认设备凭据后，便会封装令牌。在注册期间必须检查令牌，以确认令牌仍然有效。
`getAuthenticatorId()`	返回与当前指纹集关联的令牌。
`cancel()`	取消待处理的注册或身份验证操作。HAL 状态机会返回到闲置状态。
`enumerate()`	同步调用，用于枚举所有已知指纹模板。
`remove()`	删除指纹模板。
`setActiveGroup()`	限定只能对属于指定群组（通过群组标识符 (GID) 来标识）的指纹集执行某项 HAL 操作。
`authenticate()`	验证与指纹相关的操作（通过操作 ID 来标识）。
`setNotify()`	注册一个从 HAL 接收通知的用户函数。如果 HAL 状态机处于繁忙状态，该函数会阻塞，直到 HAL 不再处于繁忙状态为止。
`postEnroll()`	结束注册操作并使 `preEnroll()` 生成的质询代码无效。必须在多指纹注册会话结束时调用该函数，以表明不会再添加指纹。