Android 指纹认证

安卓指纹认证使用智能手机触摸传感器对用户进行身份验证。Android Marshmallow(棉花糖)提供了一套API,使用户很容易使用触摸传感器。在Android Marshmallow以前访问触摸传感器的方法不是标准的。html

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使用安卓指纹认证有几个好处:android

一、更快更容易使用api

二、安全:指纹能够识别你的身份惟一安全

三、在线交易更加的容易app

在使用android指纹识别以前你必须遵循一些步骤,可能看起来真的很复杂,但本文将教你你一步一步实现。ide

结果就像下图显示的那样:post

开始 Android 指纹认证

就如上面所说,指纹认证过程有如下几个步骤:测试

  • 验证锁屏是不是安全的,或者换句话说,它是用密码或模式保护的
  • 确认在智能手机上已经有一个指纹是注册的
  • 访问 Android keystore 存储将对象加密/解密的密钥
  • 生成一个加密密钥和密码
  • 启动认证过程
  • 实现一个回调类来处理身份认证事件

就是这些了,下面来实现上面的步骤!ui

在开始的时候,先得开启触摸传感器与身份认证的权限,在清单文件 Manifest.xml 中添加:

<uses-permission android:name="android.permission.USE_FINGERPRINT" />

如今是时候建立main activity 类来处理全部的认证步骤了.

验证Android安全锁屏

第一步是确认锁屏是不是安全的,这个可使用 KeyguardManager 和FingerprintManager 来解决。 咱们能够经过使用 getSystemService 类获取它们的实例:

// Keyguard Manager
KeyguardManager keyguardManager = (KeyguardManager)
                  getSystemService(KEYGUARD_SERVICE);

// Fingerprint Manager
fingerprintManager = (FingerprintManager) 
                 getSystemService(FINGERPRINT_SERVICE);

如今,咱们的认证应用能够检查是否全部的安全判断都知足:

private boolean checkFinger() {

  // Keyguard Manager
  KeyguardManager keyguardManager = (KeyguardManager)
           getSystemService(KEYGUARD_SERVICE);

  // Fingerprint Manager
  fingerprintManager = (FingerprintManager) 
         getSystemService(FINGERPRINT_SERVICE);

  try {
   // Check if the fingerprint sensor is present
   if (!fingerprintManager.isHardwareDetected()) {
     // Update the UI with a message
     message.setText("Fingerprint authentication not supported");
     return false;
   }

   if (!fingerprintManager.hasEnrolledFingerprints()) {
     message.setText("No fingerprint configured.");
     return false;
   }

   if (!keyguardManager.isKeyguardSecure()) {
     message.setText("Secure lock screen not enabled");
     return false;
   }
 }
 catch(SecurityException se) {
   se.printStackTrace();
 }
 return true;
}

注意到应用程序验证了至少有一个指纹已经注册不然认证过程将不会开始,下面的图片展现了若是没有发现注册指纹提示一个错误信息

若是一切就绪,一切判断状况都知足,认证应用产生密钥并访问Android store.

访问Android keystore并生成密钥

接下来的步骤就是访问Android keystore 并产生密钥来加密数据,应用程序在一个叫 generateKey() 的方法中单独完成.

// Get the reference to the key store
keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");

接着必须得到密钥生成器的引用:

// Key generator to generate the key
keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, 
                 "AndroidKeyStore");

最后,咱们必须初始化密钥生成器:

keyGenerator.init( new
  KeyGenParameterSpec.Builder(KEY_NAME,
  KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT |
  KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
  .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)
  .setUserAuthenticationRequired(true)
  .setEncryptionPaddings(
    KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7)
  .build());

 keyGenerator.generateKey();

注意到咱们特别指出密钥的使用: 加密和解密而且认证须要使用密钥,最后应用程序生成了密钥 (最后一行).

上面的代码完整的方法以下:

private void generateKey() throws FingerprintException {
  try {
    // Get the reference to the key store
    keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");

    // Key generator to generate the key
    keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES,

      "AndroidKeyStore");

     keyStore.load(null);
     keyGenerator.init( new
       KeyGenParameterSpec.Builder(KEY_NAME,
      KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT |
      KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)
     .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)
     .setUserAuthenticationRequired(true)
     .setEncryptionPaddings(
        KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7)
    .build());

    keyGenerator.generateKey();
  }
  catch(KeyStoreException
   | NoSuchAlgorithmException
   | NoSuchProviderException
   | InvalidAlgorithmParameterException
   | CertificateException
   | IOException exc) {
    exc.printStackTrace();
    throw new FingerprintException(exc);
 }
}

建立Android Cipher

一旦密钥准备好了,最后步骤就是使用以前生成的密钥来建立Android Cipher ,代码很简单:

private Cipher generateCipher() throws FingerprintException {
  try {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES + "/"
     + KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC + "/"
     + KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7);
     SecretKey key = (SecretKey) keyStore.getKey(KEY_NAME,
             null);
     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
     return cipher;
  }
  catch (NoSuchAlgorithmException
     | NoSuchPaddingException
     | InvalidKeyException
     | UnrecoverableKeyException
     | KeyStoreException exc) {
      exc.printStackTrace();
      throw new FingerprintException(exc);
  }
}

构建 Android 指纹认证 app

是时候将前面的方法组合起来建立咱们的 Android 指纹识别app,这个app很简单只有一个 MainClass 调用上面所示的方法开始认证处理.

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);

  message = (TextView) findViewById(R.id.fingerStatus);
  Button btn = (Button) findViewById(R.id.authBtn);

  final FingerprintHandler fph = new FingerprintHandler(message);

  if (!checkFinger()) {
    btn.setEnabled(false);
  }
  else {
    // We are ready to set up the cipher and the key
   try {
     generateKey();
     Cipher cipher = generateCipher();
     cryptoObject =
      new FingerprintManager.CryptoObject(cipher);
  }
  catch(FingerprintException fpe) {
   // Handle exception
   btn.setEnabled(false);
  }
 }

 btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
   @Override
   public void onClick(View view) {
    message.setText("Swipe your finger");
    fph.doAuth(fingerprintManager, cryptoObject);
   }
  });
}

有几点须要注意的,首先,Android app 建立一个 CryptoObject 对象来处理认证过程,接着,app 一个button,当用户点击它的时候认证过程开始,当上面的初始化判断条件不知足的时候这个 button 被隐藏。须要注意的最重要的事情是新类调用FingerprintHandler. 这个类是个接收认证处理事件的回调类,此外, 此类启动认证过程的doauth方法.

Android 指纹认证回调

最后一步是建立一个回调类,这样咱们能够接收事件消息并可以知道何时认证成功或者除了一些问题,这个类继承自 FingerprintManager.AuthenticationCallback.

public class FingerprintHandler extends FingerprintManager.AuthenticationCallback {
  private TextView tv;

  public FingerprintHandler(TextView tv) {
    this.tv = tv;
  }

  @Override
  public void onAuthenticationError(int errorCode, CharSequence errString) {
    super.onAuthenticationError(errorCode, errString);
    tv.setText("Auth error");
  }

  @Override
  public void onAuthenticationHelp(int helpCode, CharSequence helpString) {
    super.onAuthenticationHelp(helpCode, helpString);
  }

  @Override
  public void onAuthenticationSucceeded(FingerprintManager.AuthenticationResult result) {
    super.onAuthenticationSucceeded(result);
    tv.setText("auth ok");
    tv.setTextColor(tv.getContext().getResources().
                getColor(android.R.color.holo_green_light));
  }

  @Override
  public void onAuthenticationFailed() {
    super.onAuthenticationFailed();
  }

  public void doAuth(FingerprintManager manager, 
                     FingerprintManager.CryptoObject obj) {
   CancellationSignal signal = new CancellationSignal();

   try {
    manager.authenticate(obj, signal, 0, this, null);
   }
   catch(SecurityException sce) {}
 }
}

有一些重要的方法须要注意,首先,doAuth 开启认证处理,这个方法包含 CryptoObject 对象,一个取消信号和回调监听器。下面的图片显示了app 的响应动做:

这种状况下,用户使用android指纹认证完成了认证。

如何在模拟器上面测试这个app?

要测试这个app,若是有可能使用具备传感器的真机来进行,然而你还能够在模拟器上进行测试app,在使用app以前,你必须配置igure the fingerprint accessing to the Security menu. 当系统要求你的指纹的时候你必须使用adb 命令模拟指纹接触:

adb -e emu finger touch id(like 1,2, ecc.)

最后,当你的指纹搞定,你将获得下面的提示:

最后但愿你掌握了android 的指纹识别 api 并知道怎样开发一款指纹识别 app 例子,enjoy :)

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