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指纹

指纹，又称指模，是指灵长目动物手指上的皮肤纹路[1]，也可指这些纹路在物体上印下的印痕。当人的手指接触物件时，指纹会增加手指与物件之间摩擦力，使人可以抓紧物体。而在犯罪学及司法科学上，指纹常被用作法庭证据[2]。广义的指纹包含手掌纹、脚纹、脚掌纹。

指纹

极少数皮纹病患者并无指纹，这可能与基因SMARCAD1（英语：SMARCAD1）的突变有关[3]。指纹形状与DNA有关，但无法通过DNA分析重建指纹纹样。

迄今为止，没有发现两个人拥有一模一样的指纹。即使是同卵双胞胎的指纹也会因为环境的影响而有所差别，只是比普通人的差异要小而已。


概述

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指纹证据

当胎儿在母体内发育三至四个月时，指纹就已经形成，但儿童在成长期间指纹会略有改变，直到青春期14岁左右时才会定型。指腹和人体大部分皮肤的构造相近，同样有汗腺分布，每个手指平均每一小时排泄的汗液为0.0625c.c.，其成分大部分为水分，另外尚有蛋白质、脂肪、尿素和其他有机化合物。有时候这些印痕是隐而未见的，但是利用一些化学方法，例如用α-氰基丙烯酸乙酯（cyanoacrylate）熏显，或喷洒宁海德林（Ninhydrin）在可能有指纹之处，可使指纹现形。

分类

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1967年9月英国伦敦举行了国际皮纹学研究会议[来源请求]，确定了分类法。将指纹分成三大类十一种基本类型。

斗形纹（亚型：靶心斗、螺旋纹、伸长斗、双斗纹、内破斗）

箕形纹（亚型：正箕纹、反箕纹、变形纹）

弧形纹（亚型：简单弧、帐弧）。

而亨利氏指纹分类法依照指纹形状将指纹分成斗形纹、箕形纹和弧形纹三大类：

  • 斗形纹又可细分为
    • 斗形纹
    • 双箕形纹
    • 囊形纹
    • 杂形纹
  • 箕形纹可再分为
    • 正箕形纹
    • 反箕形纹
  • 弧形纹有
    • 弧形纹
    • 帐形纹

此外，根据纹线的长短，还可分为眼形线、棒形线、交叉线、分离线。

美国联邦调查局所管理的指纹数据库名为IAFIS，内容包括4700万组指纹，使用的分类法为八大类型分析法：

  1. 纹型线
  2. 内端及三角
  3. 箕形纹内端
  4. 箕形纹外端
  5. 斗形纹内端
  6. 斗形纹外端
  7. 追迹线
  8. 指纹类型

生理功能

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图中的dermal papillae即是形成指纹的解剖结构

人类（很多灵长类也有类似的）指纹、掌纹、足底纹分布在手、脚用力的部位，与身体其它部分如躯干、四肢的皮肤明显不同。从解剖学上，指纹、掌纹、足底纹是表皮层与真皮层之间的真皮组织向表皮的凸起，称为真皮乳头（Dermal papillae），从而增加了真皮层与表皮层的接触面积，为表皮层底部细胞提供了更好的营养与氧气输送。手面、脚底的真皮乳头还起到加固真皮层与表皮层的物理连接，防止在受力状态下两层物理连接被撕开。

研究

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指纹是早期生物统计学主要的研究之一，科学家们利用指纹的一些物理特性来将它们加以定义，目前没有清楚的资料足以显示最早被使用的是哪种指印，有许多例子早于历史记录。比较确切的记录如下：

  • 1684年，英国植物形态学家Grew就对指纹的脊线、谷线进行了系统的研究。
  • 1823年，德国学者Johannes E.Purkinje将指纹依不同纹形加以分类，有了斗形、箕形、弧形的分类法。
  • 1880年，Henry Faulds博士在Nature国际期刊上发表第一篇有关指纹的研究，1886年，他将这个想法提供给伦敦的警察单位，但不被采用。
  • 1891年，阿根廷警官Juan Vucetich在阿根廷首创世界第一个罪犯指纹档。
  • 1892年，Fancis Galton在他的新书《指纹》（Finger Prints）中对发表了对指纹更为详细的分析、鉴定和法医学上的运用。
  • 1901年，Edward Richard Henry设计了一套指纹辨识系统，并在英格兰和威尔士率先使用。
  • 1902年， 在纽约，Henry P. DeForrest博士将指纹辨识系统运用在市民服务上
  • 到了2000年之后，一些电子产品开发出指纹辨识系统，供使用者注册登入。

应用

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  • 身份辨识：灾区受难者、迷路者的身份辨识；个人电子系统登入；出入境管制。
  • 代替印章：结婚证书、遗书、选举名册等文件上的指纹有一定的法定效力。
  • 犯罪侦查：嫌疑者与犯罪现场指纹比对、刑案现场重建。利用指纹破案的第一例是1892年，发生在阿根廷大西洋沿岸的内科契阿镇郊区的一起谋杀案：法朗西斯卡的儿子和女儿被杀死了，她控告是牧场的一名工人干的，但这名工人坚决否认犯罪。后来警方根据留在门上的血污拇指印，证明凶手是其母法朗西斯卡，因为两个孩子妨碍了她和情夫的结婚。而英国，则到1905年3月德特福得城发生谋杀年迈店主的惨案时，警方根据在被害店主钱匣上留下的汗拇指印才破了案，成为历史上递交给英国陪审团的第一份此类证据。
  • 占卜：有研究占卜的人也利用指纹的纹路来进行占卜。
  • 信息加密[4]

风险

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目前已被证实部分“光学指纹CCD传感器”会接受伪造的乳胶指纹[注 1][5]。

相关技术

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注释

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  1. ^ 使用乳胶将他人指纹拓痕后戴或贴在手指。

参考文献

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  1. ^ 存档副本. [2009-06-17]. （原始内容存档于2020-11-12）. 
  2. ^ 存档副本. [2009-06-17]. （原始内容存档于2009-06-16）. 
  3. ^ 以色列发现基因突变导致少数人指纹缺失. 科学网. 2011-09-21 [2011-09-21]. （原始内容存档于2020-11-12）. 
  4. ^ Li, Sheng; Zhang, Xinpeng. Towards Construction Based Data Hiding: From Secrets to Fingerprint Images. IEEE Transactions on Image Processing. 2018: 1–1. doi:10.1109/TIP.2018.2878290. 
  5. ^ 国家地理频道节目‘好莱坞科技-间谍武器’

6.SMARCAD1（英语：SMARCAD1）

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