指紋

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指紋(英語: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]因為古今中外任何人的指紋都是純屬獨一無二的。廣義的指紋也包括了手掌紋、腳紋、腳掌紋。

極少數皮紋病(adermatoglyphia)患者並無指紋,這可能與基因SMARCAD1的突變有關[3]。 指紋形狀與DNA有關,卻無法通過DNA分析重建指紋紋樣。

概述[編輯]

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)熏顯,或噴洒寧海德林(Ninhydrin)在可能有指紋之處,可使指紋現形。

分類[編輯]

1967年9月英國倫敦舉行了國際皮紋學研究會議,確定了分類法。將指紋分成三大類十一種基本類型。

斗形紋(亞型:靶心斗、螺旋紋、伸長斗、雙斗紋、內破斗);

箕形紋(亞型:正箕紋、反箕紋、變形紋):

弧形紋(亞型:簡單弧、帳弧)。

生理功能[編輯]

圖中的dermal papillae即是形成指紋的解剖結構

人類(很多靈長類也有類似的)指紋、掌紋、足底紋分布在手、腳用力的部位,與身體其它部分如軀幹、四肢的皮膚明顯不同。從解剖學上,指紋、掌紋、足底紋是表皮層與真皮層之間的真皮組織向表皮的凸起,稱為真皮乳頭(Dermal papillae),從而增加了真皮層與表皮層的接觸面積,為表皮層底部細胞提供了更好的營養與氧氣輸送。手面、腳底的真皮乳頭還起到加固真皮層與表皮層的物理連接,防止在受力狀態下兩層物理連接被撕開。

研究[編輯]

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[編輯]

  • 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[編輯]

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]

相關技術[編輯]

註解參考[編輯]

  1. ^ [1]
  2. ^ [2]
  3. ^ 以色列發現基因突變導致少數人指紋缺失. 科學網. 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』。