一篇文章教你从入门到精通-Google-指纹验证功能

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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。

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：

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：

核心类的关系图：

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

<!--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"/>

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);
    }
}

// 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。}
  
}

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();}

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;
}

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。

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

（Android 9.0 相关类依赖关系）

（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;
}

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

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;
}

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

指纹登录交互时序图

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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）