一篇文章教你从入门到精通 Google 指纹验证功能

作者: vivo互联网技术 | 来源:发表于2020-06-22 10:49 被阅读0次

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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

image

1.2 demo的代码结构

image

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：

image

核心类的关系图：

image

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，详细权限见2.1章节

第二步：组合判断，当前系统版本是否支持指纹功能，并且rom中已经录入过指纹，判断方法见2.5 和 2.6章节

第三步：使用FingerprintManagerWrapper对象调用IFingerprintInterface统一接口中startAuth方法，拉起指纹验证功能方法见2.2章节

第四步：FingerprintVersionM和FingerprintVersionP分别实现IFingerprintInterface接口，分别实现Android 6.0和Android 9.0调起指纹验证功能

第五步：分别在FingerprintVersionM和FingerprintVersionP注册指纹验证成功的回调接口AuthenticationCallback 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

image

2.1 增加指纹使用权限

<!--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

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();
}

FingerprintVersionM中实现Android6.0指纹验证代码如下：

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
     }
  
  
}

FingerprintVersionP中实现Android9.0指纹验证代码如下：

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

// 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)

// 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

// 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

/**
 * 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

/**
 * 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

image

（Android 9.0 相关类依赖关系）

image

（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

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

image

通过反射后获取指纹列表json字符串：

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"}]

详细的反射代码如下：

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

image

指纹登录交互时序图

image

一篇文章教你从入门到精通 Google 指纹验证功能

一、基础篇

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

2、接入流程

2.1 增加指纹使用权限

2.2 调起指纹验证

2.3 指纹验证回调

2.4 取消指纹验证

2.5 判断当前系统是否支持指纹

2.6 判断系统是否录入过指纹

二、系统应用提升篇

2、获取系统中指纹列表

3、指纹认证实用场景介绍（指纹登录帐号功能）

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2.2 调起指纹验证

2.3 指纹验证回调

2.4 取消指纹验证

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