指紋

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指紋(英语:fingerprint)是靈長類手指末端指腹上由凹凸的皮膚所形成的紋路[1],也可指這些紋路在物體上印下的印痕。

當人的手指接觸到物品時,通常可在該物品上留下指紋,而且指紋不會增加摩擦力,這些印痕最常在犯罪學法醫學上被當作證據,[2]因为古今中外任何人的指纹都是纯属独一无二的。廣義的指紋也包括了手掌紋、腳紋、腳掌紋。

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

概述[编辑]

當胎兒在母體內發育三至四個月時,指紋就已經形成,但兒童在成長期間指紋會略有改變,直到青春期14歲左右時才會定型。指腹和人體大部分皮膚的構造相近,同樣有汗腺分布,每個手指平均每一小時排泄的汗液為0.0625c.c.,其成分大部分為水分,另外尚有蛋白質脂肪尿素和其他有機化合物。有時候這些印痕是隱而未見的,但是利用一些化學方法,例如用α-氰基丙烯酸乙酯(cyanoacrylate)熏显,或喷洒寧海德林(Ninhydrin)在可能有指紋之處,可使指紋現形。

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1967年9月英国伦敦举行了国际皮纹学研究会议,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)。

生理功能[编辑]

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[编辑]

指紋是早期生物統計學主要的研究之一,科學家們利用指紋的一些物理特性來將它們加以定義,目前沒有清楚的資料足以顯示最早被使用的是哪種指印,有許多例子早於歷史記錄。比較確切的記錄如下:

  • 1823年,德國學者Johannes E.Purkinje將指紋依不同紋形加以分類,有了斗形、箕形、弧形的分類法。
  • 1880年,Henry Faulds博士在Nature國際期刊上發表第一篇有關指紋的研究,1886年,他將這個想法提供給倫敦的警察單位,但不被採用。
  • 1891年,阿根廷警官Juan Vucetich在阿根廷首創世界第一個罪犯指紋檔。
  • 1892年,Fancis Galton在他的新書《指紋》(Finger Prints)中對發表了對指紋更為詳細的分析、鑑定和法醫學上的運用。
  • 1901年,Edward Richard Henry設計了一套指紋辨識系統,並在英格蘭威爾斯率先使用。
  • 1902年, 在紐約,Henry P. DeForrest博士將指文辨識系統運用在市民服務上

亨利氏指紋分類法依照指紋形狀將指紋分成斗形紋箕形紋弧形紋三大類:

  • 斗形紋又可細分為
    • 斗形紋、
    • 雙箕形紋、
    • 囊形紋和
    • 雜形紋;
  • 箕形紋可再分為
    • 正箕形紋和
    • 反箕紋形;
  • 弧形紋也有
    • 弧形紋和
    • 帳形紋。

此外,根據紋線的長短,還可分為眼形線、棒形線、交叉線、分離線。

美國聯邦調查局所管理的指紋資料庫名為IAFIS,內容包括4700萬組指紋,使用的分類法為八大類型分析法:

  1. 紋型線;
  2. 內端及三角;
  3. 箕形紋內端;
  4. 箕形紋外端;
  5. 斗形紋內端;
  6. 斗形紋外端;
  7. 追跡線;
  8. 指紋類型

到了2000年之後,一些電子產品開發出指紋辨識系統,供使用者註冊登入。

應用[编辑]

  • 身分辨識:災區受難者、迷路者的身份辨識;個人電子系統登入;出入境管制。
  • 代替印章:結婚證書、遺書、選舉名冊等文件上的指紋有一定的法定效力。
  • 犯罪偵查:嫌疑者與犯罪現場指紋比對、刑案現場重建。
  • 占卜:有研究占卜的人也利用指紋的紋路來進行占卜。

風險[编辑]

目前已被證實部分的「光學指紋CCD傳感器」會接受偽造的乳膠指紋[4][5]

相关技术[编辑]

註解參考[编辑]

  1. ^ [1]
  2. ^ [2]
  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]. 
  4. ^ 使用乳膠將他人指紋拓痕後戴或貼在手指
  5. ^ 國家地理頻道節目『好萊塢科技-間諜武器』。