Vejledning i Android-fingeraftryksgodkendelse

Design af brugergrænsefladen

For at holde eksemplet så enkelt som muligt vil de eneste elementer i brugergrænsefladen være et TextView og et ImageView. Find og vælg layoutressourcefilen activity_fingerprint_demo.xml for at indlæse den i Designer-værktøjet. Når den er indlæst, sletter du eksemplet TextView-objektet, trækker og slipper et ImageView-objekt fra panelet og placerer det i midten af layoutkanvaset.

I panelet Egenskaber skal du finde src-attributten, klikke i det tilsvarende tekstfelt efterfulgt af knappen fremhævet i Figur 62-3 for at få vist dialogboksen Ressourcer:

Figur 62-3

I dialogboksens venstre panel skal du vælge Drawable-indstillingen. I hovedpanelet skal du indtaste ic_fp i søgefeltet som illustreret i Figur 62 4 for at finde fingeraftryksikonet. Vælg ikonet i dialogboksen, og klik på OK for at tildele det til ImageView-objektet.

Figur 62-4

Lokaliser Large Text-objektet fra paletten, og træk og slip det, så det placeres under ImageView-objektet. Dobbeltklik på objektet, og ændr teksten, så den lyder “Touch Sensor”. Brug pæreikonet til at udtrække strengen til en ressource ved navn touch_sensor.

Når ovenstående trin er udført, bør layoutet svare til det, der er vist i Figur 62-5:

Figur 62-5

Accessing the Keyguard and Fingerprint Manager Services

Fingeraftryksgodkendelse gør brug af to systemtjenester i form af KeyguardManager og FingerprintManager. Rediger onCreate-metoden i filen FingerprintDemoActivity.java for at få referencer til disse to tjenester som følger:

package com.ebookfrenzy.fingerprintdemo;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.app.KeyguardManager;import android.hardware.fingerprint.FingerprintManager;public class FingerprintDemoActivity extends AppCompatActivity { private FingerprintManager fingerprintManager; private KeyguardManager keyguardManager; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_fingerprint_demo); keyguardManager = (KeyguardManager) getSystemService(KEYGUARD_SERVICE); fingerprintManager = (FingerprintManager) getSystemService(FINGERPRINT_SERVICE); }}

Kontrol af sikkerhedsindstillingerne

Tidligere i dette kapitel blev der taget skridt til at konfigurere låseskærmen og registrere fingeraftryk på den enhed eller emulator, som appen skal testes på. Det er dog vigtigt at inkludere forsvarskode i appen for at sikre, at disse krav er opfyldt, før man forsøger at søge fingeraftryksgodkendelse. Disse trin udføres i onCreate-metoden, der findes i filen FingerprintDemoActivity.java, og der gøres brug af Keyguard- og Fingerprint Manager-tjenesterne. Bemærk, at der også er tilføjet kode til at kontrollere, at tilladelsen USE_FINGERPRINT er blevet konfigureret for appen:

Overstående kodeændringer begynder med at bruge Keyguard-manager til at kontrollere, at der er konfigureret en backupmetode til oplåsning af skærmen (med andre ord kan en pinkode eller en anden godkendelsesmetode bruges som et alternativ til fingeraftryksgodkendelse til at låse skærmen op). I tilfælde af, at låseskærmen ikke er sikret, rapporterer koden problemet til brugeren og vender tilbage fra metoden.

Fingeraftryksmanageren bruges derefter til at kontrollere, at mindst ét fingeraftryk er registreret på enheden, og rapporterer igen problemet og vender om nødvendigt tilbage fra metoden.

Accessing the Android Keystore and KeyGenerator

En del af fingeraftryksgodkendelsesprocessen indebærer generering af en krypteringsnøgle, som derefter gemmes sikkert på enheden ved hjælp af Android Keystore-systemet. Før nøglen kan genereres og gemmes, skal appen først få adgang til Keystore. Der vil nu blive implementeret en ny metode ved navn generateKey i filen FingerprintDemoActivity.java for at udføre opgaverne med generering og lagring af nøglen. I første omgang vil kun koden til at få adgang til Keystore blive tilføjet som følger:

En reference til Keystore fås ved at kalde getInstance-metoden for Keystore-klassen og videregive identifikatoren for Android-standardkeystore-containeren (“AndroidKeyStore”). Det næste trin i vejledningen vil være at generere en nøgle ved hjælp af KeyGenerator-tjenesten. Før genereringen af denne nøgle skal der tilføjes kode for at opnå en reference til en instans af KeyGenerator, idet der som argumenter overføres den type nøgle, der skal genereres, og navnet på den Keystore-container, som nøglen skal gemmes i:

Generering af nøglen

Nu, hvor vi har en reference til Android Keystore-containeren og en KeyGenerator-instans, er det næste skridt at generere den nøgle, der skal bruges til at oprette en cipher til krypteringsprocessen. I den resterende del af filen FingerprintDemoActivity.java tilføjes denne nye kode som følger:

De ovenstående ændringer kræver en forklaring. Efter import af en række yderligere moduler deklarerer koden en strengvariabel, der repræsenterer det navn (i dette tilfælde “example_key”), der skal bruges ved lagring af nøglen i Keystore-containeren.

Dernæst indlæses keystore-containeren, og KeyGenerator initialiseres. Denne initialiseringsproces gør brug af klassen KeyGenParameterSpec.Builder til at angive den type nøgle, der skal genereres. Dette omfatter henvisning til nøglenavnet, konfiguration af nøglen, således at den kan bruges til både kryptering og dekryptering, og indstilling af forskellige krypteringsparametre. Metodekaldet setUserAuthenticationRequired konfigurerer nøglen således, at brugeren skal godkende enhver brug af nøglen med en fingeraftryksgodkendelse. Når KeyGenerator er blevet konfigureret, bruges den derefter til at generere nøglen via et kald til generateKey-metoden for instansen.

Initialisering af Cipher

Nu, hvor nøglen er blevet genereret, er det næste skridt at initialisere den cipher, der skal bruges til at oprette den krypterede FingerprintManager.CryptoObject-instans. Dette CryptoObject vil til gengæld blive brugt under fingeraftryksgodkendelsesprocessen. Cipher-konfigurationen indebærer, at der skal hentes en Cipher-instans og initialiseres den med den nøgle, der er gemt i Keystore-containeren. Tilføj en ny metode ved navn cipherInit til filen FingerprintDemoActivity.java for at udføre disse opgaver:

GetInstance-metoden getInstance i Cipher-klassen kaldes for at opnå en Cipher-instans, som efterfølgende konfigureres med de egenskaber, der er nødvendige for fingeraftryksgodkendelse. Den tidligere genererede nøgle udtrækkes derefter fra Keystore-containeren og bruges til at initialisere Cipher-instansen. Fejl håndteres i overensstemmelse hermed, og et sandt eller falsk resultat returneres baseret på succes eller ej i cipher-initialiseringsprocessen.

Arbejdet er nu afsluttet med både generateKey- og cipherInit-metoderne. Det næste skridt er at ændre onCreate-metoden til at kalde disse metoder og, i tilfælde af en vellykket cipher-initialisering, oprette en CryptoObject-instans.

Skabelse af CryptoObject-instansen

Resten i FingerprintDemoActivity.java-filen ændres onCreate-metoden til at kalde de to nyoprettede metoder og generere CryptoObjektet som følger:

Den sidste opgave i projektet er at implementere en ny klasse til håndtering af selve fingeraftryksgodkendelsen.

Implementering af håndteringsklassen til fingeraftryksgodkendelse

Så langt i dette kapitel har det meste af arbejdet handlet om at forberede fingeraftryksgodkendelsen med hensyn til nøgle, cipher og kryptoobjekt. Den egentlige autentificering udløses via et kald til authenticate-metoden i FingerprintManager-instansen. Dette metodekald udløser imidlertid en af en række callback-hændelser afhængigt af, om godkendelsen er lykkedes eller mislykkedes. Både authenticate-metodeopkaldet og callback-håndteringsmetoderne skal implementeres i en klasse, der udvider FingerprintManager.AuthenticationCallback-klassen. En sådan klasse skal nu tilføjes til projektet.

Navigér til indgangen app -> java -> com.ebookfrenzy.fingerprintdemo i værktøjsvinduet Android Studio Project, og højreklik på den. I den resulterende menu skal du vælge indstillingen Ny -> Java-klasse for at få vist dialogboksen Opret ny klasse. Navngiv klassen FingerprintHandler, og klik på OK-knappen for at oprette klassen.

Rediger den nye klassefil, så den udvider FingerprintManager.AuthenticationCallback, importerer nogle yderligere moduler og implementerer en konstruktionsmetode, der gør det muligt at videregive applikationskonteksten, når en instans af klassen oprettes (konteksten vil blive brugt i callback-metoderne til at underrette brugeren om godkendelsesstatus):

package com.ebookfrenzy.fingerprintdemo;import android.Manifest;import android.content.Context;import android.content.pm.PackageManager;import android.hardware.fingerprint.FingerprintManager;import android.os.CancellationSignal;import android.support.v4.app.ActivityCompat;import android.widget.Toast;public class FingerprintHandler extends FingerprintManager.AuthenticationCallback { private CancellationSignal cancellationSignal; private Context appContext; public FingerprintHandler(Context context) { appContext = context; }}

Næst skal der tilføjes en metode, som kan kaldes for at igangsætte fingeraftryksgodkendelsen. Når denne metode kaldes, skal den have overdraget FingerprintManager- og CryptoObject-instanserne. Navngiv denne metode startAuth, og implementer den i FingerprintHandler.java-klassefilen på følgende måde (bemærk, at der også er tilføjet kode til endnu en gang at kontrollere, at der er givet tilladelse til fingeraftryk):

Næst tilføjes callback-håndteringsmetoderne, som hver især er implementeret til at vise en toastmeddelelse, der angiver resultatet af fingeraftryksgodkendelsen:

Den sidste opgave, inden projektet testes, er at ændre onCreate-metoden, så den opretter en ny instans af FingerprintHandler-klassen og kalder startAuth-metoden. Rediger filen FingerprintDemoActivity.java, og ændr slutningen af onCreate-metoden, så den får følgende ordlyd

Test af projektet

Nu er projektet færdigt, og appen kan køres på en fysisk Android-enhed eller en emulatorsession. Når den kører, skal du enten berøre fingeraftrykssensoren eller bruge det udvidede kontrolpanel i emulatoren til at simulere et fingeraftryksberøring som beskrevet i kapitlet Brug og konfiguration af Android Studio 2 AVD-emulatoren. Hvis der registreres et registreret fingeraftryk, vises en toastmeddelelse, der angiver en vellykket autentificering som vist i figur 62-6:

Figur 62-6

Stop den kørende app, og genstart den, denne gang med et uregistreret fingeraftryk til at forsøge autentificering. Denne gang bør der vises en toastmeddelelse, der angiver, at godkendelsen mislykkedes.

Summary

Fingeraftryksgodkendelse i Android er en proces i flere trin, der i første omgang kan virke kompleks. Når processen opdeles i individuelle trin, bliver den dog mere klar, når den opdeles i individuelle trin. Fingeraftryksgodkendelse indebærer brug af nøgler, kryptering og nøgleopbevaring kombineret med funktionerne i FingerprintManager-klassen. Dette kapitel har givet en introduktion til disse trin og gennemarbejdet oprettelsen af et eksempelprogramprojekt, der har til formål at vise den praktiske implementering af fingeraftryksgodkendelse i Android.