世界上每個人的指紋模式都不一樣，指紋甚至比DNA更為獨特。同卵雙生者擁有相同的DNA，但卻沒有相同的指紋指紋因此是驗證身份的一種可靠的方法。

1905年，阿爾佛雷德·斯塔頓和艾伯特·斯塔頓兄弟倆被判謀殺罪，他們在倫敦城外的一座小城市謀殺了一家商店的店主夫婦，證據(jù)是留在犯罪現(xiàn)場的一枚拇指指紋。兄弟倆最后被判處絞刑。這是西方法律體系第一次利用指紋證據(jù)判決謀殺案，而這一判決結果是查爾斯·達爾文的表兄弟弗朗西斯·高爾頓的勝利。高爾頓花了數(shù)年時間搜集指紋，并研究、分類箕形紋、弓形紋和斗形紋的圖案樣式。他不是靠推測，而是通過證據(jù)證明，指紋是判定某人身份的一種可靠方法，他建議警察部門用指紋證據(jù)指證犯罪分子。

利用指紋進行人的身份鑒定實際上是生物測定學中的一個門類，生物測定學是指利用人的身體特征對其進行鑒定的科學。因此，撇并非專用來鑒定犯罪分子的身份，而是一種可以用來證明它是你的，而不是別人的一種認定方法。

指紋的形成是基因表達和環(huán)境因素共同作用的結果。

指紋是由一種叫做摩擦嵴的脊狀突起系列組成的。每條突起都分布著許多毛孔，與皮膚下面的汗腺相接，你留在玻璃、桌子以及其他東西上的指紋都是由于出汗的緣故。科學家通過觀察指紋線的數(shù)目、大小、形狀和排列方式就能辨別一個人的身份。世界上沒有擁有相同指紋的人，每個^的指紋模式都不一樣，兩個擁有完全相同指紋的人的出現(xiàn)概率為640億分之一。指紋甚至比DNA更為獨特，同卵雙生者盡管擁有相同的DNA，但卻沒有相同的指紋。

那么，指紋是怎樣形成的呢?貓和狗的趾墊上沒有凸紋和條紋，趾墊基本上是平的。鼯猴(一種小型滑翔哺乳動物)的手和腳也沒有指紋。但是很多哺乳動物生有類似指紋的斑紋，其中靈長類動物、樹嗣、樹袋熊和負鼠等動物最為明顯。亨利·弗爾德是第一位在科學雜志上介紹指紋的人，他在發(fā)表于1880年的《自然》雜志上的文章中提到，猴子長有與人類相似的指紋。

指紋在我們的觸感中起著重要作用，它在提高動物抓握力方面所起的作用更大。例如，善于攀爬樹木的嚙齒動物在其爪墊上生有濃密、明顯的凸紋，而善于挖掘的嚙齒動物則沒有。指紋增強抓握力的最有力證據(jù)來自蜘蛛猴以及與其有親緣關系的靈長類動物。蜘蛛猴長著長長的、適于抓握的尾巴，專用于從樹枝上懸掛和抓拿物體。蜘蛛猴的尾巴相當于它的第三只手，而在其尾尖附近長有一個“趾墊”，上面沒有毛發(fā)，生有凸紋和斑紋。看上去非常像指紋。

研究發(fā)現(xiàn)，當一個人還在子宮時，其指紋就已經(jīng)長出來了。胎兒大約在20周大后就長出了指紋，并伴隨他(或她)的一生。指紋的形成機制至今仍不十分清楚。

與毛發(fā)和眼睛的顏色不同，指紋不是由基因事先設定好的，也就是說，沒有哪種基因能導致形成擁有三個斗形紋的指印。這或許可以用來解釋為什么同卵雙生者也沒有相同指紋。指紋的形成包含許多偶然因素，顯然是基因表達和環(huán)境因素共同作用的結果。

然而，遺傳紊可以影響指紋的形成樣式。例如，患有貓叫綜合癥(一種由5號染色體部分嚴重缺失導致的疾病)的人比正常人生有更多的凸紋。這種患者除了出生時像貓一樣尖叫外，其口部和頭部都比正常人要小，耳朵短肥，并患有嚴重的智力缺陷。這種疾病是因胎兒在子宮內(nèi)異常生長所致。至少一種與生長有關的基因要對5號染色體缺失負責，毫無疑問，它也影響了指紋的生長。

影響不足20周大的嬰兒生長的因素可能也影響了指印的生長。比如，風疹引起的病毒感染致使指紋中出現(xiàn)更多的斗形紋。子宮里的嬰兒營養(yǎng)不足也會影響指紋的生長。一項研究證明，甚至不同的受孕季節(jié)也能影響指紋的生長式樣，改變手指上的凸紋比例。光的強度、維生素D、飲食等是否會影響指紋的生長模式，目前還不得而知。

人們早在幾百年前就已經(jīng)開始使用指紋識別技術。

有記錄顯示，早在幾百年前人們就已經(jīng)開始使用指紋識別技術了，雖然那時的技術沒有現(xiàn)在的精密復雜。古代巴比倫人在泥片上按壓指紋，以記錄商業(yè)往來；中國人在紙張上按壓油墨手印，用來記錄商業(yè)活動，或用來識別自己的孩子；在19世紀的印度，目不識丁的文盲可以用指紋代替簽名。到1860年，指紋第一次被官方正式采用。當時英國駐印度殖民地的治安宮威廉·赫歇爾認識到，指紋可以作為一種領取退休金的身份識別方法。領取退休金者要按壓手印，以便與文檔中的指印進行比較，通過這種辦法可以防止人們冒領退休金。

當時赫歇爾猜測每個人的指紋可能都不一樣，而他的這一猜測最后得到了證實。證據(jù)是由高爾頓提供的。高爾頓從統(tǒng)計學上證實，兩個擁有相同指紋的人的存在概率幾乎可以忽略不計。他還通過研究赫歇爾送給他的指紋證明指紋不會隨著年齡改變而改變。此后，高爾頓開始研究編錄指紋的方法，以便警察能按照指紋的類型存檔。并在需要時迅速對兩個指紋進行對比。為此，他搜集了8000多枚各種各樣的指紋，對其進行了研究分析。1892年，他出版了《指紋》一書，簡要介紹了指紋分類系統(tǒng)。

幾乎與高爾頓同時，一位名叫阿方斯·貝迪永的法國執(zhí)法人員也研發(fā)出了一種犯罪鑒定系統(tǒng)。這個系統(tǒng)被稱作“貝迪永式人體測定法”，專用來測量人的頭、腳以及其他可識別的身體部位。這些“會說話”的畫像使得執(zhí)法人員可以根據(jù)特定的身體特征拘捕嫌犯。1890年，印度的英國警務人員采納了這個系統(tǒng)。此后不久，阿根廷布宜諾斯艾利斯市的一個名叫胡安·烏斯迪克的警員開發(fā)出一種改進型指紋識別系統(tǒng)。1892年，烏斯迪克應有關部門請求協(xié)助調查布宜諾斯艾利斯附近一個村莊的兩名男孩被謀殺案。該案的嫌犯最初是一個名叫威拉斯克的男人，他是孩子母親弗朗西斯·洛佳絲的情人。但是，當警方將在謀殺現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的指紋與威拉斯克和洛佳絲的指紋進行比對后發(fā)現(xiàn)，只有洛佳絲的指紋與之完全匹配。最終后者承認了犯罪事實。這是指紋第一次被用作犯罪調查。烏斯迪克將他發(fā)明的這個系統(tǒng)稱作“比較指紋系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)被許多講西班牙語的國家采用。

1896年，倫敦警署專員愛德華·亨利結合高爾頓的技術，根據(jù)指紋摩擦嵴的方向、流向、樣式以及其他特征，創(chuàng)造了一套新的分類系統(tǒng)——亨利系統(tǒng)，這是世界上應用最廣泛的指紋分類系統(tǒng)。

自高爾頓創(chuàng)造出第一套指紋分類系統(tǒng)，時間已過去了100多年?，F(xiàn)在，科學家已經(jīng)研發(fā)出了多種生物識別技術，包括牙齒記錄、虹膜掃描、DNA指紋圖(根據(jù)一系列遺傳標記對某人進行分類或描述的方法，除非是同卵雙生，擁有相同DNA指紋圖的人幾乎為零)、面部和步態(tài)識別等。其中虹膜掃描是最新高科技手段，可以準確驗證一個人的身份，而DNA指紋圖在犯罪案件中可以作為最佳指控證據(jù)，它可以從血跡、煙蒂把上的唾液，甚至些微皮膚細胞中獲得。1989年以來，美國有200多被判定有罪的人因DNA證據(jù)而被平反。順便說一句，DNA指紋不僅能從DNA殘留物中采集到，而且也能從其他物質比如麻醉藥品和爆炸物等的殘跡中獲得。

但是，即便在DNA技術大行其道的時候，簡單的手指指紋仍得到最廣泛的應用，至少指紋資料庫要比DNA資料庫大得多。不僅如此，指紋也更容易迅速和廉價地搜集到。比如現(xiàn)在，到美國訪問的外國人都要在人境處留下指紋，過程很簡單，按一下無墨數(shù)字掃描儀即可，只需數(shù)秒鐘。

現(xiàn)代高科技使指紋識別技術得到廣泛應用。

亨利系統(tǒng)讓執(zhí)法人員能夠分類和識別每個人的指紋。不幸的是，這個系統(tǒng)過于繁瑣。當指紋出現(xiàn)時，偵查人員必須親自動手與檔案中特定罪犯的指紋進行對比。這一過程費時費力，需要數(shù)小時甚至數(shù)天，而且并不總是有效。20世紀70年代，計算機開始得到廣泛應用，日本國家警察機構首先為指紋自動檢測開創(chuàng)先河。他們于1980年建立了第一個電子指紋比對系統(tǒng)。自動指紋鑒定系統(tǒng)(AFIS)使得執(zhí)法人員能在瞬間交叉檢查數(shù)百萬個指紋記錄。

自動指紋鑒定系統(tǒng)通過傳感器搜集數(shù)字指紋，然后由計算機查找樣式和細點，以便從資料庫中找出最佳配對。美國的第一個自動指紋鑒定系統(tǒng)在投入使用后，其速度顯然比人工系統(tǒng)要快得多。但這個系統(tǒng)存在一個問題，就是在各個警局之間缺乏協(xié)調，因為在美國，許多地方、州和聯(lián)邦執(zhí)法部門沒有將相同的自動指紋鑒定系統(tǒng)連接在一起，因此無法共享信息。這意味著，如果一個^在亞利桑那州的菲尼克斯市被捕，但其指紋卻在明尼蘇達州的德盧斯市，那么亞利桑那州的警察就沒辦法找到他的指紋記錄。

隨著綜合自動指紋鑒定系統(tǒng)的引進，問題得到了解決。該系統(tǒng)由美國聯(lián)邦調查局刑事司法信息服務部負責操控，它能在30分鐘之內(nèi)分類、尋找、取回全國各地的指紋記錄。這個系統(tǒng)還包括大約4700萬人的面部照 片和犯罪歷史。綜合自動指紋鑒定系統(tǒng)使得地方、州和聯(lián)邦執(zhí)法機構能夠共享龐大的信息資料庫。

當然，綜合自動指紋鑒定系統(tǒng)不僅僅用于犯罪調查。它還為就業(yè)、執(zhí)照發(fā)放和社會服務計劃等收集指紋。所有這一切全部加起來，大約每六個美國人就有一個人在綜合指紋鑒定系統(tǒng)中留有指紋記錄。

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生物測定技術

在每天的現(xiàn)實生活中，你可能隨時隨地都要采取安全預防措施，比如給你家的房門上鎖，給電腦加密。你或許還會遇到由于丟失鑰匙或忘記密碼而帶來的不便。而且這些行為恐怕不只是給你帶來了不便，如果你丟失的鑰匙或記在紙上的密碼被心術不正的人撿到了，他們就可能利用這些東西竊取你家的財產(chǎn)或者至關重要的信息。

生物測定技術不是利用一把鑰匙或一個簡單的密碼，而是讓你自己來驗證自己。生物測定技術可以利用你的面部、指紋、虹膜、靜脈血管等生理特征，或者你的聲音、字跡或打字節(jié)奏等行為特征對你的身份進行驗證。與鑰匙和密碼不同，你的個人特征很難丟失或忘記，而且它們還很難被復制?；谶@個原因，生物測定技術才能在今天的安檢中大行其道。

生物測定系統(tǒng)看起來很復雜，實際上它們只有三個步驟：第一，注冊；當你第一次使用生物測定系統(tǒng)時，它會記錄你的名字、身份證號碼等基本信息，然后攝取圖像，或記錄你的顯著特點。第二，儲存：與你在電影中看到的不同，大部分系統(tǒng)并不儲存完整圖像或記錄，只是分析你的個人特征，將它轉換成代碼或曲線圖。有些系統(tǒng)將這些資料記錄在你隨身攜帶的智能卡上。第三，比對：當你下次使用這個系統(tǒng)時，它會對比你在該系統(tǒng)留存的有關信息特征，然后作出決定，要么接受你的請求，要么拒絕。

筆跡

乍一聽，通過筆跡識別一個人的身份似乎并不是一個好主意，因為許多人可以通過模仿練習來偽造他人的筆跡，并且不會花費太多的時間和精力，而且有時得到一個人的簽名筆跡也不是什么難事。然而，生物測定系統(tǒng)并不觀察你如何寫字，只是分析你的寫字行為，檢查你寫字時的壓力、速度和節(jié)奏。它還記錄你寫字的先后順序。

與單純的字體不同，人的寫字行為特點很難模仿。即使有人拿到了你的簽名筆跡，并模仿得惟妙惟肖，幾可亂真，他也很難通過系統(tǒng)的檢測。

筆跡識別系統(tǒng)使用的傳感器包括觸感書寫界面和一支書寫筆，書寫筆里裝有可檢測角度、壓力和方向的傳感器。軟件將書寫筆跡轉換成曲線圖，利用它甚至可以識別一個人的筆跡每天每時出現(xiàn)的微小變化。

手和手指形狀

每個人的手和手指都有自己獨特的地方，除高安保單位外，企業(yè)和學校大都喜歡用手和手指形狀讀取器驗證用戶身份。比如，迪斯尼主題樂園通過手指形狀讀取器驗證持票人身份，持票人須經(jīng)驗證通過后才能進入公園各個部分。有些企業(yè)在考勤點裝有手形狀讀取器。檢測手和手指形狀的系統(tǒng)通過數(shù)碼相機和光線檢測一個人的身份。當你使用這個系統(tǒng)時，必須將手平放在一個平面上，將手指伸直，對準幾個檢測孔，以確保讀取準確。然后，數(shù)碼相機拍錄一幅或幾幅你的手及手指的投影圖像，通過這些信息測定手的長度、寬度、厚度和曲度。最后將這些信息轉換成數(shù)字模式。

手和手指形狀系統(tǒng)有利也有弊。一方面，手和手指不像指紋和虹膜那樣特點突出，人們一般不會感到自己的隱私受到了侵犯；但在另一方面，人的手可能會因受傷而出現(xiàn)變化，或由于患關節(jié)炎而出現(xiàn)變形。因此，使用這種方法要求系統(tǒng)不斷更新資料，以準確反映手的細微變化。

聲波紋

由于每個人講話時聲腔的形狀和嘴唇的運動方式存在差異，因此每個人的聲音往往都具有鮮明的個人特點。在進入聲波紋系統(tǒng)時，你必須說出完整的詞句或短語，或隨意講幾句話。以便計算機能識別你的身份。

提到聲波紋，有人可能會立即聯(lián)想到在示波鏡上看到的波型圖。其實，聲波紋中使用的資料只是一種音譜圖，并非波的形狀。音譜圖基本上是一個顯示聲音頻率和時間的曲線圖。語音不同，其在曲線圖上畫出的線條的形狀就不同。音譜圖還用顏色或暗灰色代表聲音音質。

許多公司用聲波紋系統(tǒng)作為識別一個人身份的手段。與虹膜和手幾何結構讀取器不同，使用這種方法不需要被認可人靠近聲波紋系統(tǒng)，只需一個電話就可得到認可批準。當然，這個系統(tǒng)也存在不足，因為人們可以繞過這個系統(tǒng)，尤其是那些通過電話得到認可的系統(tǒng)，只需一個被認可人的簡單密碼錄音就可通過。為了彌補這一缺陷，許多系統(tǒng)采用隨機挑選的聲音密碼，或者用普通聲波紋而不是特定語詞。某些系統(tǒng)還采用檢測人造錄音的技術防止造假。

虹膜

虹膜是人眼瞳孔和眼白之間的環(huán)狀組織，是人眼的可視部分，也是一種最可靠的人體生物終身身份標志。虹膜掃描技術是一種新近出現(xiàn)的生物測定技術，看似復雜，實際上系統(tǒng)的核心部分只是一架CCD數(shù)碼相機。它用可視和近紅外線攝錄人們的虹膜圖像，圖像具有高清晰度和高對比度。在近紅外線照射下，人的瞳孔顯得非常黑，從而使得計算機能將瞳孔和虹膜區(qū)分開。

當被認可人觀察虹膜掃描器時，數(shù)碼相機自動聚焦，以確保其姿勢站立正確。通常情況下，人的眼睛距離相機8—25厘米。當相機拍攝圖像時，計算機對瞳孔中心、瞳孔邊緣、虹膜邊緣、眼瞼和睫毛等部位進行定位，然后分析虹膜圖案，并將其轉換成代碼。高安保單位普遍使用虹膜掃描器，因為人的眼睛部位極少有完全相同的。虹膜掃描技術的對比參照點達到200多個，而指紋識別技術只有60—70個。一個人的虹膜結構不會因年齡而發(fā)生改變，因此這是一種理想的生物識別方法。通常情況下，人的眼睛也不會因眼睛手術而發(fā)生改變，因此即使是盲人，只要其眼睛里有虹膜就可使用虹膜掃描儀。鏡片和隱形眼鏡通常不會妨礙或導致不準確的讀取數(shù)據(jù)。

靜脈形狀

與虹膜和指紋一樣，人的靜脈也是一種非常獨特的生理組織，即使是雙胞胎也不具有相同的靜脈形狀，甚至一個人的左手和右手的靜脈結構形狀也不一樣。許多靜脈隱藏在皮膚下，使其極難偽造或篡改。通常情況下，靜脈形狀不會隨著人的年齡的增長而發(fā)生改變。

在使用靜脈識別系統(tǒng)時，被認可人只要將手指、腕關節(jié)、手掌或手背放在掃描器之上便可。相機用近紅外線攝取圖像。由于血液里的血色素吸收光，因此靜脈血管在圖像里顯黑色。軟件根據(jù)靜脈結構的形狀和位置創(chuàng)造一個參照模式。

需要說明的是，靜脈形狀掃描儀與醫(yī)院里使用的靜脈掃描檢測器完全不同。用于醫(yī)療目的的靜脈掃描通常使用輻射粒子，而生物識別掃描只使用光。