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Android指纹识别API讲解,一种更快更好的用户体验

2018-10-17 10:54 编辑: Gboy 分类:Android相关 来源:CSDN

我发现了一个比较怪的现象。在iPhone上使用十分普遍的指纹认证功能,在Android手机上却鲜有APP使用,我简单观察了一下,发现Android手机上基本上只有支付宝、微信和极少APP支持指纹认证功能,就连银行和金融类的应用都基本不支持,甚至很多开发者都不知道Android系统是有指纹认证的官方API的。


事实上,Android从6.0系统开始就支持指纹认证功能了,但是指纹功能还需要有硬件支持才行,而Android手机的硬件都是由各厂商生产的,手机档次也参差不齐,因此不能像iPhone那样保证所有的手机都是支持指纹认证功能的。所以,可能很多开发者就觉得,即使做了指纹认证功能,也无法兼容所有的手机,还是要配合图案解锁或密码等功能一起使用才行,那么索性就只用图案和密码好了,一劳永逸。


看似这样解释好像也合情合理,但其实受伤的是数以亿计的Android手机用户。明明有更轻松更快捷的使用方式,却因为APP不予支持,最终只能使用更加原始和笨拙的方式。在国内,绝大多数Android手机的指纹认证功能都仅仅只局限于用来解锁手机而已,很少有使用到APP的功能逻辑当中。


其实将指纹认证功能使用到APP的功能逻辑当中是有很多功能场景的,比如说金融银行类APP可以使用指纹认证来快速登录,应用商店类APP可以使用指纹认证来下载安装软件,股票证券类APP可以使用指纹认证来操作和交易等等。


虽然有了应用场景,还有很多开发者可能会担心,指纹认证功能实现起来会不会很复杂?因为毕竟支持的设备有限,还要配合图案和密码来使用才行,如果实现起来非常复杂,又只能支持部分设备的话,那投入产出比就太低了,或许这也是很多APP不肯去实现指纹认证功能的原因。这里我不得不说,Android官方提供的指纹认证Demo的确是挺复杂的,看着让人望而却步。但是大家不用担心,本篇文章中我会带着大家一起去实现一个最简版的指纹认证Demo,直接复制粘贴本文中的代码到大家各自的项目中,即可一步集成指纹认证功能。


那么话不多说,首先新建一个FingerprintTest项目,并选择添加一个Empty Activity。然后修改activity_main.xml中的代码,如下所示:




<FrameLayout

    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">




    <TextView

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:text="已进入App主界面"

        android:textSize="18sp"

        android:layout_gravity="center"

        />




FrameLayout>


这里我们修改了MainActivity中的布局文件,在界面上添加了一个 已进入App主界面 的TextView,待会在指纹认证通过之后,就会让APP跳转到此界面。


接下来我们开始编写指纹认证界面,新建fingerprint_dialog.xml,代码如下所示:




<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

              android:orientation="vertical"

              android:layout_width="match_parent"

              android:layout_height="match_parent">




    <ImageView

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_gravity="center_horizontal"

        android:src="@drawable/ic_fp_40px"

        />




    <TextView

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_gravity="center"

        android:layout_marginTop="20dp"

        android:text="请验证指纹解锁"

        android:textColor="#000"

        android:textSize="16sp"

        />




    <TextView

        android:id="@+id/error_msg"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_gravity="center"

        android:layout_marginTop="5dp"

        android:maxLines="1"

        android:textSize="12sp"

        android:textColor="#f45"

        />




    <View

        android:layout_width="match_parent"

        android:layout_height="0.5dp"

        android:layout_marginTop="10dp"

        android:background="#ccc"

        />




    <TextView

        android:id="@+id/cancel"

        android:layout_width="match_parent"

        android:layout_height="50dp"

        android:gravity="center"

        android:text="取消"

        android:textColor="#5d7883"

        android:textSize="16sp"

        />




LinearLayout>


这是一个非常简易的指纹认证界面,相信没什么需要解释的地方。界面大致样式如下图所示。


注意,通常为了让用户清楚的知道现在需要进行指纹认证,Google官方建议最好使用一个通用的指纹图标,而不应该由各APP制作自己的指纹图标。为此,Google也特意提供了一套指纹认证的组图,可以 点击这里 查看和下载。


接着我们创建一个FingerprintDialogFragment类,并让它继承自DialogFragment,用于作为提示用户进行指纹认证的对话框,代码如下所示:


@TargetApi(23)

public class FingerprintDialogFragment extends DialogFragment {



    private FingerprintManager fingerprintManager;



    private CancellationSignal mCancellationSignal;



    private Cipher mCipher;



    private LoginActivity mActivity;



    private TextView errorMsg;



    /**

     * 标识是否是用户主动取消的认证。

     */


    private boolean isSelfCancelled;



    public void setCipher(Cipher cipher) {

        mCipher = cipher;

    }



    @Override

    public void onAttach(Context context) {

        super.onAttach(context);

        mActivity = (LoginActivity) getActivity();

    }



    @Override

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        fingerprintManager = getContext().getSystemService(FingerprintManager.class);

        setStyle(DialogFragment.STYLE_NORMAL, android.R.style.Theme_Material_Light_Dialog);

    }



    @Nullable

    @Override

    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {

        View v = inflater.inflate(R.layout.fingerprint_dialog, container, false);

        errorMsg = v.findViewById(R.id.error_msg);

        TextView cancel = v.findViewById(R.id.cancel);

        cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

            @Override

            public void onClick(View v) {

                dismiss();

                stopListening();

            }

        });

        return v;

    }



    @Override

    public void onResume() {

        super.onResume();

        // 开始指纹认证监听

        startListening(mCipher);

    }



    @Override

    public void onPause() {

        super.onPause();

        // 停止指纹认证监听

        stopListening();

    }



    private void startListening(Cipher cipher) {

        isSelfCancelled = false;

        mCancellationSignal = new CancellationSignal();

        fingerprintManager.authenticate(new FingerprintManager.CryptoObject(cipher), mCancellationSignal, 0new FingerprintManager.AuthenticationCallback() {

            @Override

            public void onAuthenticationError(int errorCode, CharSequence errString) {

                if (!isSelfCancelled) {

                    errorMsg.setText(errString);

                    if (errorCode == FingerprintManager.FINGERPRINT_ERROR_LOCKOUT) {

                        Toast.makeText(mActivity, errString, Toast.LENGTH_SHORT).show();

                        dismiss();

                    }

                }

            }



            @Override

            public void onAuthenticationHelp(int helpCode, CharSequence helpString) {

                errorMsg.setText(helpString);

            }



            @Override

            public void onAuthenticationSucceeded(FingerprintManager.AuthenticationResult result) {

                Toast.makeText(mActivity, "指纹认证成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                mActivity.onAuthenticated();

            }



            @Override

            public void onAuthenticationFailed() {

                errorMsg.setText("指纹认证失败,请再试一次");

            }

        }, null);

    }



    private void stopListening() {

        if (mCancellationSignal != null) {

            mCancellationSignal.cancel();

            mCancellationSignal = null;

            isSelfCancelled = true;

        }

    }



}


说了是实现一个最简版的指纹认证Demo,因此这里的代码也都是非常简单的,基本上就是一个Fragment类的最普通实现,下面我带大家简单解析一下。


首先setCipher()方法用于接受一个Cipher对象,这个参数在待会进行指纹认证的时候会用到。


接下来几个生命周期方法都很简单,在onAttach()方法中获取了Activity的实例,在onCreate()方法获取了FingerprintManager的实例,在onCreateView()方法中加载了我们刚刚创建的fingerprint_dialog.xml布局,都是一些常规操作。


紧接着重点的要来了,在onResume()方法中调用了startListening()方法开始指纹认证监听,在onPause()方法中调用了stopListening()方法停止指纹认证监听。为什么要这么做呢?因为指纹传感器和摄像头类似,是不能多个程序同时使用的,因此任何一个程序都不应该在非前台时刻占用着指纹传感器的资源,所以需要在onPause()方法中及时释放资源。


那么,现在我们只需要把所有的目光都放在startListening()和stopListening()这两个方法上就可以了。在startListening()方法中,调用了FingerprintManager的authenticate()方法来开启指纹指纹监听。authenticate()方法接收五个参数,第一个参数是CryptoObject对象,这里我们只需要将刚才传入的Cipher对象包装成CryptoObject对象就可以了。第二个参数是CancellationSignal对象,可以使用它来取消指纹认证操作。第三个参数是可选参数,官方的建议是直接传0就可以了。第四个参数用于接收指纹认证的回调,上述代码中我将所有的回调可能都进行了界面提示,方便大家观察。第五个参数用于指定处理回调的Handler,这里直接传null表示回调到主线程即可。


而在stopListening()方法中的逻辑则简单得多了,我们只需要调用CancellationSignal的cancel()方法将指纹认证操作取消就可以了。


这样我们就将FingerprintDialogFragment中的代码全部完成了,这段代码可以直接复制到任意项目当中来作为指纹认证提醒对话框。


最后,我们再来编写一个简单的登录界面,整个指纹认证过程就完整了。创建LoginActivity,代码如下所示:


public class LoginActivity extends AppCompatActivity {



    private static final String DEFAULT_KEY_NAME = "default_key";



    KeyStore keyStore;



    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_login);

        if (supportFingerprint()) {

            initKey();

            initCipher();

        }

    }



    public boolean supportFingerprint() {

        if (Build.VERSION.SDK_INT < 23) {

            Toast.makeText(this"您的系统版本过低,不支持指纹功能", Toast.LENGTH_SHORT).show();

            return false;

        } else {

            KeyguardManager keyguardManager = getSystemService(KeyguardManager.class);

            FingerprintManager fingerprintManager = getSystemService(FingerprintManager.class);

            if (!fingerprintManager.isHardwareDetected()) {

                Toast.makeText(this"您的手机不支持指纹功能", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                return false;

            } else if (!keyguardManager.isKeyguardSecure()) {

                Toast.makeText(this"您还未设置锁屏,请先设置锁屏并添加一个指纹", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                return false;

            } else if (!fingerprintManager.hasEnrolledFingerprints()) {

                Toast.makeText(this"您至少需要在系统设置中添加一个指纹", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                return false;

            }

        }

        return true;

    }



    @TargetApi(23)

    private void initKey() {

        try {

            keyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore");

            keyStore.load(null);

            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES, "AndroidKeyStore");

            KeyGenParameterSpec.Builder builder = new KeyGenParameterSpec.Builder(DEFAULT_KEY_NAME,

                    KeyProperties.PURPOSE_ENCRYPT |

                            KeyProperties.PURPOSE_DECRYPT)

                    .setBlockModes(KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC)

                    .setUserAuthenticationRequired(true)

                    .setEncryptionPaddings(KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7);

            keyGenerator.init(builder.build());

            keyGenerator.generateKey();

        } catch (Exception e) {

            throw new RuntimeException(e);

        }

    }



    @TargetApi(23)

    private void initCipher() {

        try {

            SecretKey key = (SecretKey) keyStore.getKey(DEFAULT_KEY_NAME, null);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance(KeyProperties.KEY_ALGORITHM_AES + "/"

                    + KeyProperties.BLOCK_MODE_CBC + "/"

                    + KeyProperties.ENCRYPTION_PADDING_PKCS7);

            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

            showFingerPrintDialog(cipher);

        } catch (Exception e) {

            throw new RuntimeException(e);

        }

    }



    private void showFingerPrintDialog(Cipher cipher) {

        FingerprintDialogFragment fragment = new FingerprintDialogFragment();

        fragment.setCipher(cipher);

        fragment.show(getFragmentManager(), "fingerprint");

    }



    public void onAuthenticated() {

        Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);

        startActivity(intent);

        finish();

    }



}


首先在onCreate()方法中,调用了supportFingerprint()方法来判断当前设备是否支持指纹认证功能。这一点是非常重要的,因为当设备不支持指纹认证的时候,还需要及时切换到如图案、密码等其他的认证方式。


当设备支持指纹认证的时候,再分为两步,第一步生成一个对称加密的Key,第二步生成一个Cipher对象,这都是Android指纹认证API要求的标准用法。得到了Cipher对象之后,我们创建FingerprintDialogFragment的实例,并将Cipher对象传入,再将FingerprintDialogFragment显示出来就可以了。


最后的最后,当指纹认证成功之后,会在FingerprintDialogFragment的回调当中调用LoginActivity的onAuthenticated()方法,然后界面会跳转到MainActivity,整个指纹认证过程就此结束。


总共就这些代码了,总体来说还是相当简单的,现在我们来运行一下看看实际的效果吧。打开应用之后会立刻弹出指纹认证对话框,此时先使用错误的手指来进行认证:


可以看到,当指纹验证失败的时候,会在界面上显示相应的错误提示信息。


接下来使用正确的手指来进行认证:


OK,指纹验证成功,并自动跳转到了MainActivity界面。


这样一个最简版的指纹认证Demo就此完成,大家如果想要在自己的APP中集成指纹认证功能,只需要复制粘贴本文中的代码就可以轻松实现了。如果想要下载完整的Demo源码,点击这里 即可下载。


在文章的结尾我还想再补充几句,虽然本文中的指纹认证Demo实现过程很简单,但是切记它是不能单独使用的,必须要配合着图案或其他认证方式一起来使用,因为一定要提供一个在设备不支持指纹情况下的其他认证方式。


另外,比较遗憾的是,虽然是刚刚写出来的文章,但是FingerprintManager在最新的Android 9.0系统上已经被废弃了。因为Android 9.0系统提供了更加强大的生物识别认证功能,包括指纹识别、面部识别、甚至是虹膜识别等等,因此仅仅只能用于指纹识别的FingerprintManager已经不能满足新系统的强大需求了。


不过大家也不用担心,虽然被标为废弃,但是至少在较长一段时间内,FingerprintManager还是可以正常使用的。而我过段时间也会针对Android 9.0的生物识别功能专门再写一篇文章,敬请期待吧。



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作者:guolin 

来源:CSDN 

原文:https://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/81450114?utm_source=copy 

版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!


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