硅胶指纹膜指印形态特征研究现状

硅胶指纹膜指印形态特征研究现状

陈新儒

华东政法大学

摘要：硅胶指纹膜指印是近些年随着生物识别技术运营而生的一类伪造指印。由于硅胶指纹膜指印近些年才进入大众视野，所以对于硅胶指纹膜指印识别的研究目前还处于起步阶段，其特征还没有被完全发掘且缺少系统的分类标准。又由于硅胶指纹膜指印仿真度高，仅用传统的宏观特征比对法难以将其识别，所以寻找新的识别方法也是当务之急。因此，本文将硅胶指纹膜指印特征以制膜特征、印面特征、细节特征、三级特征四大类对现有研究进行分类归纳，以求为硅胶指纹膜指印的后续研究助力。

关键词：硅胶指纹膜、细节特征、三级特征

前言：

近些年指纹锁的大范围应用造成伪造指印案件量增加，由于指纹锁这类生物锁具有便携、特异等特点，无疑成为未来的应用趋势，于是对伪造指印的研究是当前的急需和未来的刚需。由于硅胶指纹膜的制作材料易得、制作手法简单、表现效果好等特点，成为了伪造指印的首选方式。硅胶指纹膜早期是应用于打卡机等只有小部分人群有机会接触到的设备上，但随着生物识别技术的发展，指纹锁等生物锁融入了大众生活，在小区门禁、房门以及手机这种人人都频繁接触到的设备上都有应用。并且已有实验研究证明，电容硅胶指纹膜可以成功解锁电容传感类的指纹锁，而这类指纹锁是最常被使用在手机以及门锁上的，这就使硅胶指纹膜指印的研究成为目前伪造指印研究的首要对象。

一、硅胶指纹膜指印概述

（1）硅胶指纹膜的制作

硅胶指纹膜指印是使用硅胶指纹膜蘸取捺印介质进行捺印而形成的类指印痕迹，而硅胶指纹膜的制作分为两个步骤——制模和倒模。制模是将指纹的特征在可塑性材料上翻印下来的过程，成品模具上的特征与真实指纹特征呈互补状，并且选择不同的制模材料会造成模具上指纹特征的表现效果有所差异。目前为止硅胶指纹膜的制模材料有三种，即橡皮泥、蜡油以及纳米材料，其中使用纳米材料制模时指纹膜上的指纹特征表现效果最佳。倒模是制作硅胶指纹膜的第二步，是将加入固化剂的液态硅胶注入制成的模具中，待硅胶固化后将其从模具中取出便得到了片状的硅胶指纹膜，此时硅胶指纹膜上的指纹特征与真实指印高度相似。

（2）硅胶指纹膜指印的分类

依据当前的实际情况和研究现状，硅胶指纹膜指印多以是否可见进行分类，分为潜在硅胶指纹膜指印和可见硅胶指纹膜指印。

潜在硅胶指纹膜指印特征的研究对象多偏向于用附有人体汗液的硅胶指纹膜捺印形成的汗潜硅胶指纹膜指印，2011年，周巍等最先对附有汗液的硅胶指纹膜是否能在客体上遗留指印提出疑问并进行实验，通过实验发现附有汗液的硅胶指纹膜可以在客体上遗留指印且承痕客体的种类和汗液在硅胶指纹膜上附着的时间长短都会对硅胶指纹膜指印的形态产生影响；以灰尘为捺印介质形成的灰尘加层硅胶指纹膜指印和灰尘减层硅胶指纹膜指印目前未有人研究但已经有学者提出了此类研究方向。

可见指纹膜指印的捺印介质多为印泥或印油，也有少部分学者将捺印介质作为影响硅胶指纹膜指印特征的因素进行研究，2016年，陈宇等将硅胶指纹膜分别蘸取水性捺印介质和油性捺印介质进行捺印，并对两者形成的硅胶指纹膜指印的形态进行单独研究和对比研究，实验表明水性颜料硅胶指纹膜指印颜色过渡不自然，常伴有色料堆积，汗孔特征难以辨识，而油性颜料硅胶指纹膜指印颜色分布比较均匀，并能表现汗孔特征。

二、硅胶指纹膜指印形态特征研究现状

（1）制膜特征

制膜特征是指在硅胶指纹膜的制作过程中，由于材料特性或人工修剪等因素在硅胶指纹膜上留下的不存在于真实指印上的特征。由于制膜特征易于观察且价值较高，所以学界对于制膜特征的研究比较普遍。目前已经发现的制膜特征主要有两类，即边缘角型特征和空白点特征。2016年，蔡立红等在寻找硅胶指纹膜检验方法的过程中发现，由于硅胶指纹膜是有边界的平面状硅胶薄片，所以在使用硅胶指纹膜捺印的过程中很容易将硅胶指纹膜的边界形态也捺印出来，又由于制作硅胶指纹膜的最后一个步骤是修剪指纹膜边缘的多余硅胶，所以捺印出的硅胶指纹膜指印的边缘痕迹常常会呈现出生硬的不规则角型。此项研究还发现，在调制液态硅胶或将液态硅胶倒模的过程中，若液态硅胶内部有空气没有排出会在硅胶指纹膜上留下无纹线的圆形凹陷区域并在硅胶指纹膜指印上表现为无墨迹的空白小点，该特征与真实指印上的小眼特征相似但不同，硅胶指纹膜指印的空白点特征周围纹线并不跟随空白区域弯曲，而是呈现出一种被空白小点中断的形态，而真实指印上的小眼特征是由于纹线自然弯曲在纹线与纹线之间形成空白区域，纹线并未被空白区域中断。

（2）印面特征

印面特征多指硅胶指纹膜指印的墨迹分布特征，是由于制膜材料特性而形成，与制膜特征一样也属于硅胶指纹膜指印的本质性特征。2021年，李珍珍在对硅胶指纹膜指印与真实指印进行比较研究的过程中发现，硅胶指纹膜指印印面常常会表现出颜色过度不自然且部分纹线断裂的现象，由于制膜过程中拓印材料受热不均，手指拓印用力不均以及液态硅胶在模具中的分布不均等原因造成硅胶指纹膜表面凹凸不平，表现在硅胶指纹膜指印上为印面墨迹颜色深浅不一，过度不自然并伴随着的部分纹线生硬断裂的形态特征。

（3）细节特征

硅胶指纹膜指印上常常会表现出“假的细节特征”。2015年，欧阳常青将硅胶指纹膜指印与真实指印进行比较研究寻找两者的特征差异，研究发现真实指印上的“起点、终点”特征很可能会在硅胶指纹膜指印上演变为“分歧、结合”特征；真实指印上的“小眼”特征在硅胶指纹膜指印上很可能演变为“两个小勾之间加一个小点”的组合特征。2021年，蒋焕等在研究硅胶指纹膜指印特征的过程中发现，硅胶指纹膜指印上会出现较多类似于“小桥”的特征，并在真实指印的相对部位上未发现“小桥”特征，分析发现是由于硅胶对印泥有强粘性，导致硅胶指纹膜的纹线上附着较多印泥，在小犁沟处形成点状堆积，捺印时形成类似“小桥”的特征。

（4）三级特征

指纹三级特征是近些年在指纹研究方面的新兴课题，三级特征指比细节特征更细小，需要使用仪器观测，又称微观细节特征。三级特征的研究对解决残缺指印以及伪造指印的识别有很大帮助，目前研究较多的三级特征有汗孔、细点线、纹线边缘形态等。

硅胶指纹膜指印三级特征的研究主要集中在汗孔特征，且对于汗孔特征是否能在硅胶指纹膜指印上体现仍然存在争议。2015年，欧阳常青首次对硅胶指纹膜指印上的汗孔特征进行讨论，实验选择打样膏作为制作硅胶指纹膜的拓印材料，并且将硅胶指纹膜指印与对应的真实指印进行对比观察，实验结果表明硅胶指纹膜指印上存在汗孔，但数量较少且汗孔的形态多产生变形，直径缩小。在此之后也有很多学者对汗孔特征进行探究，2017年，潘自勤等使用纳米材料模型胶作为拓印材料，并在轻度、中度、重度的三种捺印压力下进行硅胶指纹膜指印的捺印，研究发现硅胶指纹膜指印上存在汗孔特征，且汗孔特征的清晰程度随捺印压力的增大而减小。但是目前也有学者认为，硅胶指纹膜指印上一般很难反映出汗孔特征，2022年，蒋焕等使用纳米材料模型胶作为拓印材料，观察发现汗孔特征无法反映在硅胶指纹膜指印上，并认为由于汗孔形态细微，硅胶指纹膜倒模过程中硅胶在单根纹线部位上扩张，填充了汗孔处的微小漏白，导致汗孔特征无法反映。

三、总结与展望

目前对于硅胶指纹膜指印特征的研究大多还集中在宏观层面，硅胶指纹膜指印这种仿真度高的伪造指印仅从宏观细节特征很难将其识别，所以对于硅胶指纹膜指印三级特征的研究是现阶段需要填补的空白。无论是对于硅胶指纹膜指印上汗孔特征的讨论或是对硅胶指纹膜指印上其他三级特征的探索都是对硅胶指纹膜指印特征研究的完善，也是未来硅胶指纹膜指印特征研究的方向。现阶段硅胶指纹膜指印特征研究处于一种很零散的状态，并没有一个系统的分类标准，这即不利于归纳整理已发现的特征，也不利于探索发掘潜在特征。综上所述，目前硅胶指纹膜指印特征并没有完全被发掘，且现有特征也缺乏一个较为系统的分类标准，这两方面都是硅胶指纹膜指印研究亟待解决的问题。

参考文献

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