指纹识别技术的前世今生

文/李孝君 

　　指纹识别技术起源于中国、发展于欧洲、流行于全世界。自20世纪以来，指纹在侦破刑事案件、解决诉讼争议中的作用被世界各国公认，被誉为“物证之首”。随着物理学、化学、计算机技术等现代科学技术在指纹领域的深度应用，潜在指纹显现技术更为灵敏，指纹自动识别系统的功能更为强大，在DNA、微量物证等新兴物证检验技术得到广泛应用的今天，指纹技术仍以其特有的功能与特点发挥着不可替代的作用。 

　　指纹是与生俱来、在手掌面这一特定部位出现的遗传学表型特征。遗传是相对的，变异是绝对的，当基因和染色体受到某种干扰因素影响，在胚胎发育期产生变异，就会出现非正常表现特征。在正常情况下，指纹具有人各不同、终身基本不变、触物留痕、分布排列规律等特点。 

　　那么，如何理解这些特点呢？ 

　　人各不同，主要体现在乳突纹线细节特征的种类、数量、位置、距离、相隔线数、角度关系等在总体上构成的个别特征。另外，手掌面上的皱纹、伤疤、脱皮等的结构、形态、数量、位置、距离、相互关系等也构成个别特征。手纹各人各指不同的特定性，为相关机关借助手纹认定人身提供了客观依据。异卵双生双胞胎的指纹也不同，目前实践和科学计算都证明世界上每个人的指纹都各不相同。 

　　手纹终身基本不变，主要是指从胎儿3个月手、足肤纹开始形成直至死亡后皮肤完全腐烂消失以前，手纹的类型、具体形态结构、乳突纹线细节特征的种类、数量、位置和相互关系构成的特征总和始终不变，变化的是手纹的面积大小、乳突纹线的粗细、局部形态，屈肌褶纹的深浅、分枝，皱纹的多少及伤疤的有无等。手纹特征的稳定性为相关机关借助手纹认定人身提供了时间条件。 

　　触物留痕，是指皮肤在生命过程中存在新陈代谢过程，在手掌的真皮深处有汗腺，汗液通过汗腺、汗孔排出体外。汗液中水占99%，其余主要为无机盐和极少的有机物。当手接触客体时，客体表面发生塑性形变或者客体表面附着物变化，反映出接触部位的结构形态和表面形态。触物留痕的特点为相关机关借助手印识别留痕人提供了物质条件。 

　　分布排列规律，是指手掌面花纹中屈肌褶纹、乳突花纹等均有较强的分布规律性。不同人或同一人不同手的相同部位的乳突花纹分布，乳突纹线的流向、形态等具有许多相似性或共性。尤其是掌纹的分布、排列和纹线流向有着较强的规律性。指纹排列分布的规律性为我们认识指纹，对指纹进行科学管理以及正确分析判断现场手印的遗留部位等奠定了基础。 

　　指纹识别技术的前世 

　　我国的指纹识别技术源远流长，是早于四大发明的一项伟大创造，是先民们在长期劳动实践中创造形成的产物，对推进人类社会发展进步作出了贡献。指纹技术不仅经受了长达数千年的实践考验，而且跨越了不同的社会制度，并且逐渐形成了独特的指纹文化，成为社会历史进程中不可或缺的文化奇葩。可以说，一部指纹史就是一部浓缩的人类科技史。 

　　在古代，中国人很早就已经认识并应用指纹。古人在制陶过程中，陶坯上有无意留下的指纹，但在装饰陶器时遗留的指纹痕迹则是有意形成的，如罐体上作装饰纹的指甲印痕、陶罐口部遗留的拇指和食指拿捏痕迹，以及把手指花纹作为艺术创作的原型而绘在彩陶罐上的指印花纹等，从这一点上说，制陶术孕育了指纹技术。封泥是古代简牍检署制度的相关部分和封物形式的实物遗存，在战国及秦汉时期被广泛使用，无字封泥就是印章与指印通用的例证，促进了指纹技术的发展。同时指纹技术在契约、手相、司法、中医和婚姻家庭方面均得到了广泛使用，并且融合不同历史时期的主流文化，逐渐积淀形成我国独特的指纹文化瑰宝。 

　　随着经济的发展、犯罪案件的增加，奴隶制、封建制国家都制定了有关的刑法，加上侦查审判的进步，势必借用到早已在民间盛行的指印。我国是最早利用手印进行侦查活动的国家，有文字可考、实物可证的距今已有2200余年。 

　　1975年，在湖北省云梦县睡虎地发掘了12座战国末期至秦朝的墓葬，并在第11号秦墓发掘出大量竹简。竹简内容大部分是法律文书、法律问答、治狱文书程式和刑事侦查方法。竹简中另有墓葬主人写的编年记。编年记止于公元前217年，其中《封诊式》中有《穴盗》一文，这是一篇记录盗窃案现场勘查的文章，记录了报案、派人前往现场、参与勘查的人员及其职别、勘查所见情况、被盗物的价值和特征、现场访问等情况。其中记录手印的情况有“内中及穴中外壤上有（膝）、手迹，（膝）、手各六所”。意即在房内，洞中和洞外的泥土上发现有膝盖和手的印痕，痕迹各六处。如此详细的关于手印勘查的文字记载，是世界上其他国家所没有的。 

　　指纹学起源于中国，流行于东西方各民族。中国的指纹术较早地传播到日本和印度，到19世纪下半叶，才真正传到欧洲并与生物学、遗传学相结合，形成现代指纹学。1858年，英帝国驻印度的内务官威廉·谢赫尔见到中国商人与阿拉伯商人交易时，习惯在契约上加盖拇指印，由此他受到启发并开始效仿，在发放养老金和津贴时让人加盖拇指印，后又将此方法用于入狱犯人的登记，以防罪犯冒名顶替，经过19年的研究和实践，于1877年写出了《手之纹线》一书。亨利·福尔茨运用生物学理论和方法规范指纹研究，得出了指纹各不相同的结论，并证实了指纹终身不变的理论。1880年，在《自然》杂志上发表《手上的皮肤垄沟》论文。1892年，英国著名人类学家佛朗西斯·高尔顿在总结前人成果的基础上，出版了《指纹学》一书，提出指纹人各不同、终生不变，指纹可以分类、可以识别，自此现代指纹学正式诞生，成为生物学下的一门分支学科。继英国之后，很多国家相继采用该指纹分类系统，从此在世界各国警察系统中都逐渐有了专门的指纹鉴定机构，指纹识别技术开始普遍应用于各国的司法领域，成为侦查破案的有效手段。 

　　指纹识别技术的今生 

　　随着时代飞速发展，许多现代科学技术被引入指纹技术领域。同时，由于社会实践的需要，指纹技术进入了现代化发展时期，无论是从理论研究、组织结构、学术交流还是指纹显现、档案管理、比对鉴定技术等各方面都得到了极大发展。尤其是20世纪80年代以后，指纹学领域的研究人员不断引进现代科学技术，借鉴其它学科的方法，丰富了指纹学的基础理论，解决了指纹技术工作中的一些疑难问题，主要表现在指纹显现、指纹档案管理以及指纹比对检验等方面。经过几十年的努力，这几方面都出现了很大飞跃，有的甚至发生了质的变化。 

　　现代手印显现技术从19世纪末开始发展，在100多年的时间里，手印显现技术发展很快，逐步涌现出光学方法、物理方法、化学方法、生物免疫方法等几十种显现方法，随着新方法、新技术、新设备不断出现，显现方法从单一走向综合，操作程序也日趋规范，形成了系统的显现流程，大大提高了现场手印的显出率。 

　　现代指纹查询比对的管理与利用是刑事案件侦查过程中的一项重要技术手段。世界各国的指纹查询比对都经历了单指纹、单联指纹以及十指指纹查询的管理过程。随着科技发展，指纹技术由指纹人工查档、计算机半自动识别系统发展到今天的计算机自动识别系统。我国的指纹自动识别系统建设和发展速度非常快，目前公安部已经汇聚十指指纹数据1.5亿人份，二指指纹数据5.3亿人份，全国每年利用指纹破获各类案件17余万起。当前，随着人工智能、云计算等信息化技术的快速发展，指纹系统查询也迎来了新的发展机遇。 

　　现代手印比对认定技术及方法，主要应用人工检验认定和计算机自动识别的方法。人工检验主要应用于同一认定，尤其是残缺、模糊、变形、重叠等疑难鉴定技术方面，更多依靠专家的经验。新中国成立后在指纹识别方面已经积累了丰富的经验，并上升到理论阶段，编写了大量专业书籍和教材，利用指纹识别技术破获了大批各类案件。 

　　随着指纹应用领域的拓展，指纹的身份识别逐步由公安破案转向民用个体识别并不断延伸到各种应用场景。指纹识别作为目前最成熟的一种生物识别技术，从入境检查、智能手机开锁、软件登录、考勤打卡、门禁安防等多个维度，开展了个体识别认证和安全认证。指纹识别已经逐渐全方位融入大众生活中，相信在不久的将来，指纹识别在生活中将无处不在。