現(xiàn)在科技水平的不斷發(fā)展，大多數(shù)人都已使用智能手機(jī)看，有關(guān)手機(jī)上的鎖屏科技有什么新的措施技巧呢?本文是一篇電子科技論文。近年來(lái)，隨著手機(jī)軟件技術(shù)的快速發(fā)展，手機(jī)解鎖技術(shù)的專利申請(qǐng)量也隨之增加，為了對(duì)手機(jī)解鎖技術(shù)有全面的了解，本文通過(guò)對(duì)專利文獻(xiàn)的分析，對(duì)現(xiàn)有的手機(jī)解鎖技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分類，并對(duì)各種類型的方案的特點(diǎn)和優(yōu)劣進(jìn)行了分析。

　　摘要：隨著手機(jī)的普及，與手機(jī)相關(guān)的軟件技術(shù)也隨之發(fā)展，為改善用戶體驗(yàn)，軟件工程師們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了各種功能，其中一個(gè)重要的功能就是手機(jī)的加/解鎖。作為用戶使用手機(jī)時(shí)接觸到的第一個(gè)功能，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響著用戶對(duì)該手機(jī)的使用體驗(yàn)，因此解鎖方案的設(shè)計(jì)也是各手機(jī)生產(chǎn)商和手機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā)商較勁的焦點(diǎn)之一。本文基于專利文獻(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的手機(jī)屏幕解鎖技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分類，并分析了各種類型的解鎖方案的特點(diǎn)和優(yōu)劣。

　　關(guān)鍵詞：手機(jī);屏幕解鎖;分類;優(yōu)劣;專利文獻(xiàn),電子科技論文

　　從1983年第一臺(tái)手機(jī)DynaTAC 8000X誕生，到現(xiàn)在智能手機(jī)的普及，手機(jī)歷經(jīng)了31年的發(fā)展，其功能也從一開始單純的語(yǔ)音通話，到現(xiàn)在的可以安裝使用各種應(yīng)用軟件。為了讓用戶更方便地使用手機(jī)，軟件工程師們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了各種功能來(lái)改善用戶體驗(yàn)，其中一個(gè)重要的功能就是手機(jī)的加/解鎖功能。該功能主要有兩方面的作用：一方面是防止用戶的意外操作，如防止用戶在打電話時(shí)誤碰到其他按鍵觸發(fā)不需要的功能;另一方面是對(duì)手機(jī)加密，防止他人未經(jīng)允許地使用手機(jī)，為用戶的信息安全提供保障。作為用戶使用手機(jī)時(shí)接觸到的第一個(gè)功能，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響著用戶對(duì)該手機(jī)的使用體驗(yàn)，因此解鎖方案的設(shè)計(jì)也是各手機(jī)生產(chǎn)商和手機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā)商較勁的焦點(diǎn)之一。本文將基于專利文獻(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的手機(jī)屏幕解鎖技術(shù)進(jìn)行分類，并對(duì)各類型的解鎖方案的優(yōu)劣進(jìn)行分析。

　　電子科技論文：《電子器件》，《電子器件》主要刊登真空電子學(xué)、微波電子學(xué)、光電子學(xué)、薄膜電子學(xué)、電子顯示技術(shù)、激光與紅外技術(shù)、半導(dǎo)體物理與器件、集成電路與微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、真空物理與技術(shù)、表面分析技術(shù)、傳感技術(shù)、電子材料與元器件、電光源與照明技術(shù)、電子技術(shù)應(yīng)用，并涉及電子科學(xué)領(lǐng)域里的最新研究動(dòng)態(tài)。

　　一、手機(jī)屏幕解鎖技術(shù)簡(jiǎn)介

　　在智能手機(jī)時(shí)代，美國(guó)的蘋果公司無(wú)疑是眾多手機(jī)開發(fā)商中的佼佼者，其主打產(chǎn)品iPhone系列手機(jī)以其超一流的用戶體驗(yàn)在手機(jī)產(chǎn)品中獨(dú)具鰲頭。而蘋果公司在第一代iPhone手機(jī)中就推出了“滑動(dòng)解鎖”功能。史蒂夫?喬布斯(Steve Jobs)2007年1月舉行的產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上曾表示“要解鎖手機(jī)，我只需用手指滑過(guò)屏幕。想要再看一次?我們希望設(shè)備在你們的口袋中不會(huì)出現(xiàn)誤操作。只需滑過(guò)屏幕”。蘋果公司的滑動(dòng)解鎖讓用戶能夠通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)解鎖功能，具有極佳的用戶體驗(yàn)，因此，時(shí)至今日幾乎每部智能手機(jī)都具有滑動(dòng)解鎖功能。本文中介紹的解鎖技術(shù)主要是指手機(jī)屏幕喚醒時(shí)進(jìn)入主界面或功能界面的解鎖技術(shù)，亦稱解屏技術(shù)。

　　二、解鎖技術(shù)分類

　　實(shí)際上，早在蘋果公司的滑動(dòng)解鎖之前，手機(jī)的加/解鎖技術(shù)就已經(jīng)存在了。按照其是否有鑒別合法用戶的能力，目前的手機(jī)解鎖技術(shù)方案可以分為加密解鎖技術(shù)方案和非加密解鎖技術(shù)方案。根據(jù)解鎖技術(shù)方案所使用的技術(shù)手段，可以進(jìn)一步細(xì)分為下列幾類解鎖方案。加密解鎖技術(shù)方案按照其解鎖所使用的技術(shù)手段，主要包括：①基于網(wǎng)絡(luò)的解鎖;②基于外部附件的解鎖;③基于字符密碼的解鎖;④基于生物特征的解鎖;⑤基于用戶輸入特征匹配的解鎖。非加密解鎖技術(shù)方案按照其解鎖所使用的技術(shù)手段，主要包括：①按鍵式解鎖;②其他功能觸發(fā)的自動(dòng)解鎖;③基于感應(yīng)環(huán)境特征的解鎖;④完成指示的解鎖操作實(shí)現(xiàn)的解鎖;⑤基于移動(dòng)終端姿態(tài)的解鎖。

　　三、各類解鎖技術(shù)詳細(xì)介紹

　　3.1 加密解鎖技術(shù)

　　加密解鎖技術(shù)的主要特點(diǎn)在于其解鎖方案具有安全性，非法用戶不能輕易的解鎖，保障了手機(jī)用戶的隱私。這類解鎖方案的技術(shù)性較強(qiáng)，其解鎖功能的實(shí)現(xiàn)往往需要結(jié)合其他相關(guān)技術(shù)，如數(shù)據(jù)加密技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、近距離無(wú)線通訊技術(shù)、圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)等等。下面對(duì)采用不同技術(shù)手段的加密解鎖方案一一介紹。

　　3.1.1 基于網(wǎng)絡(luò)的解鎖

　　此類解鎖方案主要是通過(guò)在遠(yuǎn)程服務(wù)器上驗(yàn)證用戶信息來(lái)對(duì)手機(jī)進(jìn)行解鎖。這類方案出現(xiàn)比較早，主要應(yīng)用在手機(jī)防盜技術(shù)領(lǐng)域。早期的加/解鎖功能主要針對(duì)的是手機(jī)SIM卡的加/解鎖，限制非法用戶使用手機(jī)通話功能，遠(yuǎn)程驗(yàn)證服務(wù)器由制造商或運(yùn)營(yíng)商提供。

　　3.1.2 基于外部附件的解鎖

　　此類解鎖方案需要依靠外部附件，外部附件的作用與鑰匙類似。通過(guò)驗(yàn)證手機(jī)中的密鑰內(nèi)容和外部附件中的密鑰內(nèi)容是否匹配來(lái)進(jìn)行解鎖操作。該外部附件可以直接和手機(jī)接觸式連接傳輸信號(hào)，也可以通過(guò)近距離無(wú)線通訊技術(shù)與手機(jī)傳輸信號(hào)。此類方案的優(yōu)點(diǎn)在于安全性較高，較難破解;解鎖過(guò)程快捷。缺點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)成本較高，而且外部附件易丟失，導(dǎo)致無(wú)法解鎖，因此較少地用于對(duì)安全性要求不太高的手機(jī)屏幕解鎖功能上。

　　3.1.3 基于字符密碼的解鎖和答題式解鎖

　　基于字符密碼的解鎖方案是一種傳統(tǒng)的加/解鎖方式，其實(shí)現(xiàn)方式主要是通過(guò)比較字符或字符串(如數(shù)字、字母)與預(yù)定內(nèi)容是否匹配來(lái)進(jìn)行解鎖。隨著觸屏式手機(jī)的發(fā)展，字符輸入方式也由傳統(tǒng)的按鍵式輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橛|摸滑動(dòng)式輸入。此類方案的優(yōu)點(diǎn)在于有一定的安全性，并且功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)在于字符密碼較難記憶，解鎖操作單調(diào)。在觸屏?xí)r代，專利申請(qǐng)人將發(fā)明重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了字符密碼輸入方式上的創(chuàng)新。答題式解鎖方案和字符密碼解鎖方案類似，主要區(qū)別就在于答題式的解鎖密碼具有語(yǔ)義含義，便于用戶記憶。

　　3.1.4 基于生物特征的解鎖

　　此類方案通過(guò)識(shí)別用戶的生物特征來(lái)判斷是否為合法用戶并進(jìn)行解鎖。生物特征主要包括生理特征和行為特征。生理特征進(jìn)一步包括臉部特征、手部特征(指紋、掌紋)、眼部特征(虹膜、鞏膜)、靜脈特征、心電特征等;行為特征進(jìn)一步包括語(yǔ)音特征、操作行為特征等。對(duì)生理特征的識(shí)別主要基于攝像頭、圖像處理技術(shù)和傳感技術(shù)等，對(duì)行為特征的識(shí)別主要基于聲紋識(shí)別技術(shù)和行為建模技術(shù)等。基于生物特征的解鎖方案的優(yōu)點(diǎn)在于其安全性和智能性;缺點(diǎn)主要在于解鎖時(shí)的處理器計(jì)算負(fù)荷較高。

　　3.1.5 基于用戶輸入特征匹配的解鎖

　　此類方案大多基于觸摸輸入和圖形用戶界面(GUI)。通過(guò)識(shí)別用戶輸入特征與預(yù)設(shè)的特征是否匹配來(lái)進(jìn)行解鎖，輸入特征包括軌跡特征，形狀特征，點(diǎn)擊節(jié)奏等等。此類方案的優(yōu)點(diǎn)在于方便用戶記憶密碼，解鎖操作快捷;缺點(diǎn)在于手勢(shì)動(dòng)作容易被窺竊，安全性較弱。但總體來(lái)說(shuō)該類解鎖技術(shù)還是具有良好的用戶體驗(yàn)的，因此也是目前手機(jī)加密解鎖技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一類解鎖方案。最為常見的“九宮格解鎖”就屬于此類方案。

　　3.2 非加密解鎖技術(shù)

　　非加密解鎖技術(shù)的主要特點(diǎn)在于解鎖的便捷性，主要作用是防止用戶的意外操作。這類解鎖方案更多的是專注于用戶的解鎖體驗(yàn)，既不能太容易解鎖，否則會(huì)導(dǎo)致誤解鎖，也不能太難解鎖，否則會(huì)增加用戶解鎖負(fù)擔(dān)。下面對(duì)采用不同技術(shù)手段的非加密解鎖方案一一介紹。

　　3.2.1 按鍵式解鎖

　　按鍵式解鎖主要是提供了一個(gè)按鍵功能來(lái)操控手機(jī)的加/解鎖，該按鍵可以是實(shí)體按鍵，也可以是觸摸屏上顯示的虛擬按鍵。此類技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是容易誤解鎖，且缺乏趣味性。為了防止誤操作，也出現(xiàn)了將實(shí)體按鍵和虛擬按鍵結(jié)合操作觸發(fā)解鎖的技術(shù)方案。

　　3.2.2 其他功能觸發(fā)的自動(dòng)解鎖

　　此類方案會(huì)監(jiān)控其他功能的使用情況來(lái)自動(dòng)解鎖，例如當(dāng)通話結(jié)束時(shí)自動(dòng)解鎖等等，其監(jiān)控機(jī)制主要通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，不需要增加硬件。而且其自動(dòng)解鎖功能主要是對(duì)應(yīng)于自動(dòng)加鎖功能。此類方案的優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)判斷用戶意圖，減少用戶解鎖負(fù)擔(dān);缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致非用戶意愿的解鎖。

　　3.2.3 基于感應(yīng)環(huán)境特征的解鎖

　　此類方案會(huì)通過(guò)硬件裝置感知手機(jī)的外部環(huán)境，然后可以根據(jù)感知解鎖自動(dòng)解鎖，也可以對(duì)環(huán)境特征作一定處理，實(shí)現(xiàn)非觸摸式解鎖方案。此類方案的優(yōu)點(diǎn)是增加了解鎖手段，避免過(guò)渡觸摸，進(jìn)而提高觸摸屏壽命;缺點(diǎn)是增大了硬件成本和處理器計(jì)算量，且誤解鎖風(fēng)險(xiǎn)較大。現(xiàn)有方案中主要基于光強(qiáng)傳感器、距離傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等來(lái)實(shí)現(xiàn)解鎖方案。

　　3.2.4 完成指示的解鎖操作實(shí)現(xiàn)的解鎖

　　此類方案大多基于觸摸輸入和圖形用戶界面(GUI)，特點(diǎn)是為用戶提供一個(gè)操作任務(wù)，當(dāng)用戶完成了該任務(wù)后則解鎖，并且會(huì)顯性地或隱性地指導(dǎo)用戶該如何完成該任務(wù)。此類方案的優(yōu)點(diǎn)是功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，解鎖操作快捷且趣味性強(qiáng)，不需要用戶有任何記憶;缺點(diǎn)是無(wú)安全性。但是由于其良好的用戶體驗(yàn)，因此也是目前手機(jī)非加密解鎖技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一類解鎖方案。

　　3.2.5 基于移動(dòng)終端姿態(tài)的解鎖

　　此類方案通過(guò)識(shí)別手機(jī)自身的姿態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的解鎖功能(如甩動(dòng)解鎖)，其識(shí)別功能需要基于置于手機(jī)內(nèi)部的感應(yīng)硬件裝置，如重力感應(yīng)器、加速度感應(yīng)器等。此類方案的優(yōu)點(diǎn)是為用戶提供了多樣化的操作手段，解鎖過(guò)程快捷;缺點(diǎn)是增加了硬件成本，且誤解鎖風(fēng)險(xiǎn)較大。

　　四、總結(jié)

　　通過(guò)技術(shù)分析，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的手機(jī)解鎖方案中，加密解鎖技術(shù)方案需要依賴的技術(shù)條件較多，更容易形成具有創(chuàng)造性的技術(shù)方案，因此其授權(quán)量是非加密解鎖技術(shù)方案的近兩倍。專利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前最主流的解鎖方案是基于觸摸操作和圖形用戶界面(GUI)的解鎖方案。由于此類方案的技術(shù)實(shí)現(xiàn)較為容易，且解鎖操作更簡(jiǎn)便，用戶體驗(yàn)更好。但是各大IT公司也在試圖尋找更加新穎的解鎖方式，一些非觸摸式解鎖方案也層出不窮。手機(jī)的解鎖技術(shù)正在朝著更加多元化的方向發(fā)展。