付 佳，陳建偉 ，王 悅

（1.唐山市教育考試院，河北 唐山 063000 ，2.河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063004）

引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，教育考試防高科技作弊設(shè)備的不斷升級完善，組考各環(huán)節(jié)的逐步細(xì)化，高科技手段作弊的生存空間已日趨減小。然而，教育考試中社會培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、考生等人員為了自身利益通過偽造證件等手段實現(xiàn)替考作弊的問題仍然亟待解決，因此，提出了將具有生物唯一識別特性的指靜脈生物識別技術(shù)應(yīng)用于教育考試中，以防范替考作弊現(xiàn)象發(fā)生的系統(tǒng)軟件設(shè)計。本文將研究以指靜脈生物識別技術(shù)為基礎(chǔ)來設(shè)計軟件，通過軟件系統(tǒng)來采集考生指靜脈特征信息、模板構(gòu)建、入場驗證，從而獲取考生入場驗證實時狀態(tài)。

1 系統(tǒng)目標(biāo)

針對目前教育考試中存在的替考作弊問題，結(jié)合當(dāng)前國家、省、市教育機(jī)構(gòu)防替考工作的實際狀況，以指靜脈生物識別技術(shù)為基礎(chǔ)，集考生指靜脈特征信息采集、模板構(gòu)建、數(shù)據(jù)分包、入場認(rèn)證、驗證狀態(tài)統(tǒng)計于一體，實現(xiàn)考生入場環(huán)節(jié)防替考行為的檢查，從而防范替考行為的發(fā)生，營造公平公正的教育考試環(huán)境。

2 指靜脈生物識別技術(shù)的工作原理及特征

指靜脈生物識別技術(shù)是通過LED燈發(fā)射的近紅外線投射手指，對手指靜脈進(jìn)行掃描，由傳感器拍攝圖像，根據(jù)認(rèn)證規(guī)格，經(jīng)過圖像校正，獲取靜脈分布圖像，進(jìn)而提取指靜脈特征圖。

指靜脈生物識別是對靜脈血管分布進(jìn)行掃描，真正的實現(xiàn)“活體”身份認(rèn)證，確保了本人親臨現(xiàn)場的身份唯一性；具有安全等級高的特點，靜脈信息處于手指內(nèi)部無法改變，高度防偽，無法復(fù)制，不被盜用；具有準(zhǔn)確率高的特點，每個人的靜脈都不同，同卵雙胞胎的靜脈也不同，信息終身不變，穩(wěn)定性非常高，擁有一次采集，終身有效的特性；具有適用性強(qiáng)的特點，靜脈識別適用于所有人（7-70歲人群指靜脈血管形狀終身不變），不受環(huán)境影響，表皮的皺紋、褶皺、粗糙、干裂、濕潤、臟、受傷時，仍可正常使用。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計

按照上述系統(tǒng)目標(biāo)的分析，整個系統(tǒng)包括信息采集、入場驗證、驗證狀態(tài)統(tǒng)計模塊。系統(tǒng)主要模塊功能如圖1所示。

圖1 教育考試指靜脈生物識別防替考軟件系統(tǒng)

3.1 信息采集

該模塊由以下幾個子功能構(gòu)成：身份證信息采集、指靜脈信息采集、數(shù)據(jù)分包三個部分?？荚嚱M織機(jī)構(gòu)、考點或報名點通過指靜脈采集設(shè)備，由考生親自攜帶居民二代身份證到現(xiàn)場進(jìn)行身份證信息采集，然后對考生指靜脈信息進(jìn)行采集，同時與身份證信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，存儲為一條考生完整的數(shù)據(jù)模板。信息采集流程如圖2所示。

圖2 考生信息采集流程

SetInfo接口函數(shù)是設(shè)置指靜脈設(shè)備通信的回調(diào)函數(shù)，函數(shù)設(shè)置一個參數(shù)，為設(shè)備發(fā)回的消息。該函數(shù)在初始化完畢后與設(shè)備通信前執(zhí)行，當(dāng)設(shè)備完成任何動作，發(fā)回消息時，都會調(diào)用通過本函數(shù)設(shè)置好的回調(diào)函數(shù)，在回調(diào)函數(shù)中，通過判斷發(fā)回的消息，來執(zhí)行響應(yīng)的指令，比如用戶交互，或?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)發(fā)回服務(wù)器。GetIDCard和GetFinger接口函數(shù)發(fā)送開始刷居民二代身份證指令和開始采集指靜脈信息指令，執(zhí)行完后立即返回，不會引起阻塞，設(shè)備會自動切換到刷身份證界面和指靜脈采集界面，等待刷身份證和等待采集指靜脈，采集過程中會向客戶端發(fā)送狀態(tài)及結(jié)果信息，采集完畢后向回調(diào)函數(shù)發(fā)送“GetIDCardOk”和“GetFingerOk”字符串，隨后調(diào)用函數(shù)保存身份證信息和指靜脈信息。一般情況下，設(shè)置指靜脈信息采集為左右食指各采集三次，分別進(jìn)行比對校驗，獲取兩個食指各一個最優(yōu)指靜脈模板。

待考生數(shù)據(jù)模板采集完畢后，導(dǎo)入考生編場數(shù)據(jù)（含身份證號、報名號、姓名、考區(qū)、考點、考場、座位號等信息），更新數(shù)據(jù)模板，按照考區(qū)、考點進(jìn)行數(shù)據(jù)分包，導(dǎo)入指靜脈驗證設(shè)備，完成考前數(shù)據(jù)處理工作。

3.2 入場認(rèn)證

入場認(rèn)證功能模塊包括對考生身份證信息、考場信息、指靜脈信息進(jìn)行驗證，驗證成功后方可入場考試。首先考生在指靜脈設(shè)備上刷二代居民身份證，根據(jù)身份證信息檢索數(shù)據(jù)模板中考生信息，獲取數(shù)據(jù)模板信息后，通過設(shè)備掃描考生指靜脈特征圖，與數(shù)據(jù)模板中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對匹配，比對通過后，驗證成功。入場驗證流程如圖3所示。

圖3 考生入場驗證流程

VerifyFinger接口函數(shù)是將數(shù)據(jù)服務(wù)器中存儲的指靜脈模板字符串Finger1、Finger2發(fā)送給設(shè)備，同時設(shè)備轉(zhuǎn)入單機(jī)驗證狀態(tài)，考生入場驗證時伸入手指進(jìn)行驗證，驗證結(jié)束后，回調(diào)函數(shù)發(fā)回驗證結(jié)果。

3.3 驗證狀態(tài)統(tǒng)計

考生入場驗證信息，通過專網(wǎng)實時上傳至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心定時（設(shè)定為10秒）對考生驗證狀態(tài)進(jìn)行更新，從而獲取考生實時驗證狀態(tài)，同時實時掌握各考點考生入場驗證情況，最終統(tǒng)計出各考點考生入場驗證通過人數(shù)、未通過人數(shù)、未參加驗證人數(shù)等信息。入場驗證實時狀態(tài)統(tǒng)計如圖4所示。

圖4 考生入場驗證實時狀態(tài)統(tǒng)計圖

4 結(jié)束語

通過對近年來教育考試各種作弊手段的深入剖析，為實現(xiàn)教育考試公平公正的目標(biāo)，解決當(dāng)前存在的替考作弊問題，綜合考慮用戶的習(xí)慣、終端可靠性、普適性設(shè)計、知識完備性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題，提出了基于指靜脈生物識別技術(shù)教育考試防替考作弊軟件的設(shè)計方案。系統(tǒng)為當(dāng)前防范教育考試中存在的替考作弊現(xiàn)象做出了輔助解決方法，克服了因人為因素造成的替考作弊現(xiàn)象的發(fā)生，同時大大降低了組考各環(huán)節(jié)防替考的難度，為營造公平公正、風(fēng)清氣正的教育考試環(huán)境創(chuàng)造了條件。