doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.103
[中图分类号]D918 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）20-0-01
指纹具有唯一性和稳定性等特点，每个人的指纹都是不一样的，这些指纹信息可以在刑侦案件破获的过程中被利用，并发挥着重要的作用。指纹验证技术就是利用指纹具有独一无二的特性而发展出来的，在刑侦案件中，刑侦人员会利用指纹验证技术来获取和分析事故现场的犯罪嫌疑人的指纹等方面的信息，再经过科学的化验和痕迹学的相关理论来验证指纹信息，为案件的侦破提供强有力的数据支持。指纹验证技术可以在犯罪现场将犯罪嫌疑人的指纹提取出来，再通过指纹对比认证，来确定犯罪嫌疑人，从而侦破案件，提高刑侦案件侦破的效率。
1 指纹验证的特点
1.1 指纹的唯一性
“世界上没有两片完全相同的树叶。”人的指纹也是一样的，都是独一无二的，指纹具有唯一性，这也就决定了指纹验证的唯一性和准确性，指纹验证在刑侦案件中的广泛应用，可以有效的提高刑侦案件侦破的效率。指纹验证的唯一性，使指纹验证具有很强的科学性。如果说，指纹没有唯一性这个特点，那在刑侦案件侦破的过程中，就不能为案件侦破提供强有力的数据支持，在刑事案件破案过程中是不允许存在偶然性的，这样一来，指纹验证的科学性就被削弱。在2000年的各种生物识别技术的市场占有率统计中发现，指纹验证是市场生物识别技术占有率最高的一种技术，在我国刑侦案件侦破过程中发挥着重要的作用，也是最早被用作身份识别的一种重要指标。人们的手指皮肤具有特殊的纹路，每个人的手指纹路都是不一样的，不是手指的图案不同，就是手指纹线断点不同，这就说明指纹具有唯一性，早在1892年，著名的科学家高尔顿提出了指纹具有唯一性的理论。
1.2 指纹的稳定性
指纹的稳定性是说指纹具有相对的稳定性，指纹不会随着人体的年龄增长和皮肤的生长而发生剧烈的变化，这也证明了指纹验证是具有一定的科学性的，指纹的稳定性在刑侦案件侦破过程中也得到了广泛的应用，指纹具有的稳定性是必然的，在相关的科学研究实验中，个体还是胎儿的时，就已经具备了指纹，而且人体的指纹会伴随着人的一生，直至死亡。所以说，个体的指纹一般不会出现明显的变化，只要手指的真皮层没有被破坏掉，那么指纹也会随着皮肤的愈合而恢复原样的，即使是很少一部分人的指纹会出现新的变化，但是指纹的基本纹路和框架还是不会发生明显的改变的，借助科学的计算、分析和对比之后，依旧可以为刑侦人员提供数据支持，可以有效提高刑侦案件侦破的效率。
2 指纹验证在刑侦工作中的应用
一般在刑侦案件的案发现场，刑侦人员都会保持犯罪现场的完整性，降低对各种有效物证等痕迹的破坏，这样刑侦人员在破案的过程中，才可以采取完整的指纹痕迹，指纹痕迹主要是在案发现场的遗留物上提取，需要专门性的刑侦技术人员来提取指纹痕迹，这样才能确保指纹痕迹提取的准确性。在案发现场提取的指纹痕迹，经过科学的对比、分析，就可以直接确定出犯罪嫌疑人，提高刑侦案件侦破的效率。而指纹验证是一个严密科学的验证过程，需要专业的刑侦人员利用科学技术和方法，在案发现场提取到有效的指纹痕迹，再经过科学的分析、对比、验证，得到出科学的验证结果，来确定犯罪嫌疑人，为刑侦案件侦破提供强有力的数据支持。
3 指纹验证技术的发展前景
随着社会经济的快速发展，现代科学技术也开始迅速发展，计算机科学手段在刑侦案件侦破过程中发挥着重要的作用，可以有效地提高指纹认证的效率和精准度，借助计算机网络技术，不仅可以加快案件侦破的速度，还可以提高指纹验证技术的使用效率。在信息技术的快速发展之下，可以逐渐实现指纹识别的自动化，计算机可以自动地对有指纹图案进行数字化处理，其中，FBI就是一种指纹自动扫描系统，可以将扫描到指纹信息进行记录和编写，可以提高指纹验证的效率，随着科学技术的不断发展，指纹验证技术会朝着更好的方面发展，逐渐实现指纹识别的自动化。
4 结 语
指纹验证技术的广泛使用，可以有效地提高刑侦案件的侦破效率，成为刑侦案件侦查过程中一个重要的破案手段，为案件的侦破提供强有力的数据支持。在刑侦工作中，刑侦人员利用刑侦技术手段将犯罪现场的遗留指纹提取出来，再经过科学的分析和对比，来确定刑事案件中的犯罪嫌疑人，并通过科学的推理和模拟来验证犯罪嫌疑人在犯罪现场的作案行为，提高案件侦破的准确率。所以，在刑侦工作过程中，指纹验证技术得到了广泛的应用，在使用的过程中，相关人员需要不断的完善、改进和创新，提高指纹验证的精准度，发挥出指纹验证的最大作用。
主要参考文献
dna技术自1985年问世以来,由于其所具有的独特优势,在司法办案中发挥着越来越突出的作用。因此,有人对它倍加推崇,认为它比指纹技术更优越,可以用它取代指纹识别技术。对此观点,笔者不敢苟同,遂抛出拙见,欲与同仁共同探讨。
一、指纹技术与dna技术简介
指纹是人的手指表面皮肤上的乳突纹线,于胎儿3、4个月时开始出现,到6个月时完全形成,此后在个体的一生中基本保持不变,具有很强的稳定性。而且当手接触物体时会在物体表面留下这些乳突花纹的印迹。许多 科学 家已证明世界上存在两个指纹相同的人的几率非常小,几乎是不可能的[1],即指纹具有高度的个体差异性。因此指纹学家们利用指纹来识别个人。具体地说,就是分析比对两枚指纹中乳突纹线的细节特征,如果它们的数量、种类、形态、大小、位置关系等都一致,则认定它们是同一枚指纹,或是有着同一来源,为同一根手指所留。
指纹技术应用已有100多年的 历史 了。1892年阿根廷法庭首次正式认可了指纹的证据地位,接着各国警方和法庭也陆续采用了指纹技术鉴别现场犯罪手印的遗留人。美国指纹专家认为指纹是“标准的法庭证据”[2],前苏联犯罪对策学家认为,“由于指纹术的 发展 ,犯罪对策学才立于巩固的基础上”[3]。至今,指纹作为识别人身的手段,不仅在司法界有着“证据之首”的美誉,而且已为全世界的安全、科研、 金融 、医疗、 旅游 、 教育 等各行各业所广泛应用。
dna是deoxyribonucleic acid的缩略形式,意为脱氧核糖核酸,它是细胞的基本遗传物质,存在于人体细胞内部。dna分子是由四种碱基按一定顺序连接起来的两条长链。对于每个人,四种碱基的排列顺序都不相同。根据这一特点,科学家利用一种能够识别碱基排列顺序,并在该位置将dna长链切断的“限制性内切酶”将dna切成一个个片段。由于每个dna中的碱基排列顺序和重复数目都不一样,用同样的限制性内切酶切出的每一个dna片段的长度都不相同。利用电泳法把这些dna片段按长短进行排序,并进行染色或放射显影,使排列出的片段具有可视性,就得到了具有高度的个体特异性的可辨别图像[4]。正因它具有非常强的不同个体间的差异性和同一个体内的一致性,能够被用于识别个人,而且是一种人眼可见的图像,所以这项技术的发明人英国的jeffereys教授称其为“dna指纹”[5]。这种制作dna图谱的技术被称为限制片段长度多样性技术(restrictionfragmentlengthpolymorphisms),简称为rflp技术或dna指纹技术。随后,dna鉴定技术在此基础上又增添了vntr-pcr法、str-pcr法、mvr-pcr法、pcr测序法等[6]。
自从发现指纹以来, dna技术称得上是在法庭科学和证据学方面最具有突破性的技术。1985年jeffereys发明了dna技术,并成功地完成一项亲子鉴定。以后,对dna技术的研究与应用迅速蓬勃发展起来。现在,它可以利用血液(斑)、精液(斑)、唾液(斑)、毛发、骨骼、指甲、牙齿、组织和器官、烟头等物品进行个体识别、亲子鉴定、性别鉴定、血型鉴定、种属鉴定、单亲亲权鉴定等[6]。dna技术使亲权鉴定和个人识别由过去的只能否定不能肯定,变成现在的既能否定也能肯定,解决了现实中很多过去无法解决的问题。指纹技术和dna技术在当今社会都发挥着不可缺少的重要作用。
二、dna技术的优势
(一) dna鉴定在个人识别方面有着明确的误差估计和较高的准确率,因而更可靠。 现代 生物识别技术有很多种,如指纹识别、声纹鉴定、dna鉴定、视网膜识别、虹膜识别、面部识别、唇纹识别等,应用较多的是指纹识别和dna识别。其中dna技术应是最重要的识别方法,因为dna是决定一个人的人体特征和行为特征的最根本的因素[7]。因此,从理论上说dna技术所能实现的个人识别率应当是很高的。而且dna技术能明确 计算 出鉴定结论的误差估计值,因而能减少由鉴定人的主观臆断导致的失误,非常客观。如在jeffreys首次用dna技术所做的亲子鉴定中,鉴定结论出错的概率是7×10-22,可以说dna鉴定结论的准确率几乎为100%[8]。
相反,指纹鉴定因不能量化说明结果的误差率,而显得不够客观,再加上近来由鉴定失误导致的错案的接连出现,使人不禁为其准确性和可靠性担忧[9]。目前对指纹技术的误差率的研究都是零星的、局部的。如对3000枚随机抽取的指纹进行观察,发现两枚指纹的中心、三角部位或系统等局部区域细节特征相似的情况较常见,其中三个特征相似的有5对,四个特征相似的有4对,五个特征相似的有2对,甚至七、八、十个特征相似的也有[10]。美国指纹专家曾在大会发言中说:“我们在指纹比对中发现来自于两个人的指纹有四个特征点匹配是常有的事”[11]。到目前为止,还没有系统的统计学方面的研究能充分说明两个人具备共有某一数量偶合点的指纹的可能性究竟有多大。因为这样的研究涉及的因素、指标和统计方法都非常复杂,样本量又很庞大,比如要考虑到如何全面包括选取对象的种族、民族、部落、地区等因素,所有细节特征的种类、形态、位置、大小等因素,使用哪种数据统计模型,样本要多大才具备代表性等等,所以至今还没有人进行。而只有经过全面系统地研究的结果才能被用做评估指纹鉴定结论客观性的统计学基础。缺少这种统计数据基础给相似指纹和变形或模糊指纹的鉴定带来较多麻烦,增大了鉴定失误的可能性。所以,有人把dna技术看作目前最可靠的个人识别技术。
(二)dna技术所需检材来源广泛、量微,易于获得。凡是人体细胞,只要含有一定量的大分子dna,都可用于dna分析。如血液(斑)、血痕、毛发、肌肉、骨髓、精液(斑)、牙髓及精液与阴道分泌物形成的混合斑、唾液(斑)等,甚至陈旧的、发霉长菌的、经其他方法处理失败的生物斑痕或组织,都可提出dna用于分析。而且,由于能应用pcr技术将检材中的dna片段无限扩增,所以dna技术只需微量检材就能解决问题,有时甚至只需几个人体细胞。上述两方面情况就意味着要获得dna鉴定所需的检材是比较容易的。
这一优势恰恰是包括指纹技术在内的其他任何生物识别技术所不可比拟的。从现场发现和提取的指纹常常是残缺、模糊、变形或重叠的指纹。由于这些指纹中的纹线特征不够稳定、可靠,甚至无法辨别,对它们的比对分析将难以进行,即便得出结论,也不够可靠、准确。事实上指纹鉴定的失误大多出现在此类情况下。
另外,人们还针对指纹识别技术鉴定潜在指纹的适当性问题提出了质疑,即从现场提取到的指纹图像与遗留人的真实指纹图像的相似性问题难以科学地解决。现场上的指纹大多是不易发现的潜在指纹,需要进行染色显现和胶粘、吸附等转印处理。“在指纹的转印过程中,沉积物(附着物)、变形和色素的综合作用影响了独特的摩擦嵴纹被完全地可靠地转印的能力,手印显现操作的技术水平也可能影响指纹的反映质量,损害指纹的独特性”。“在显现潜在指纹的过程中,压力、变形、染色剂、物屑和操作处理带来的变化影响了原来的摩擦嵴纹的细节特征的稳定性。”[12]因此,有人指出运用各种处理方法从现场提取到的二维指纹图像与原来的指纹在细节特征上是否一致,值得怀疑。而将这样的潜在指纹图像用于比对的做法,其科学性令人担心。因此有人认为,相比之下dna技术有着更为广阔的应用前景。
三、指纹技术的优势
(一)指纹技术有着更强的个体识别能力。孪生子的指纹是互不相同的,是可以识别的。但是,dna技术存有“盲点”,不能识别同卵双(多)胞胎中的个体。同卵双(多)胞胎是由同一个受精卵复制和发育而成,他(她)们身体细胞内的dna分子是相似的,而目前的dna技术不能将某一个体从他(她)们中间识别出来。在这种情况下指纹技术有着明显而独特的优势。
这是由指纹与dna之间的关系所决定的。首先,dna是影响指纹形成的首要因素[13]。这包括两方面含义:一是dna的差异是指纹特异性的主要来源。来自于父母的dna不同,它们重新排列组合后又发生新变化,使个体的dna分子的结构基因和调节基因不同,并最终影响指纹形态,使其在亲代与各子代间表现出差异。dna分子链上指纹遗传基因和基因位点不同使指纹在种族、地区、性别等因素间出现差异。所以说,人类的基因可以被遗传,但指纹图像不遗传。个体的指纹各不相同。二是个体所有细胞内部的dna保持一致是指纹终生稳定不变的根本原因。分子遗传学指出dna的两条单链之间是由千万个氢键固定起来的,使dna分子的组成和结构具有高度的稳定性,能保持自身不变。即使dna受到损伤,细胞中有四种酶能对被损伤改变部位进行切除、修补、复制还原[14]。
dna分子稳定地控制着指纹的形成:从胎儿6个月形成指纹时起,经出生到死后皮肤真皮层腐烂时止,指纹的具体形态特征始终不变。即使个体手指表面受伤,纹线暂时被破坏,但伤愈后指纹又恢复如初。其次,指纹的形成不仅受多种遗传基因控制,而且受胚胎理化环境因素、生物因素、变异及其他随机因素的影响。指纹的最终形态表现出多基因、多因素的累加效应[15]。这种累加效应是指纹个体差异性的另一重要来源。这已被多次研究证实。对400对孪生子指纹的研究发现他们的指纹虽在纹型上有相似性(46.04%),但具体形态却互不相同[16]。对48对双胞胎指纹研究的结论与此一致[17]。所以说,dna不仅本身是个体最内在的、最根本的特征物质,也是个体指纹特征的决定性因素;而指纹是dna外化的性状,是包括dna在内多种因素作用的结果。因此,比较起来,dna的稳定性更强,而指纹的个体差异性更高。
(二)指纹技术的非侵害性使其更易于被推广应用。指纹的遗留、显现、采集与比对不会对个体的身体、精神及权益造成损害,容易被个体接受和机构推广应用。到目前为止,世界各国都建立了包括几百万人指纹的巨大数据库,并正在努力实现各级数据库间的远程查询比对。
dna样本的采集与保存活动面临的 法律 侵权问题使dna技术的推广应用受到限制。对dna样本的采集与保存活动被指责侵犯公民的隐私权和其他合法权益,违反了纽纶堡法典,美联邦关于人体实验的“基本伦理原则”和“知情同意”原则。要制作dna图谱和建立dna数据库就要采集dna样本,而采集与保存dna样本就可能对被采集者的私人隐私和其他正当权益造成侵害。因为dna存储有大量有关生理状况与行为模式信息,如所有者是否带致病基因、有无暴力倾向等,这些信息在保险、职业、名誉、婚姻等事情中都是非常重要的。纽纶堡法典和美联邦有关法律规定这方面的实验研究必须在不违背伦理道德原则和受试者知情同意的基础上进行。在美国已有很多人对此提出异议,并拒绝向政府和机构提供dna样本[18]。
(三)指纹技术是目前最方便、迅捷的生物识别技术。指纹外露于手指皮肤表面,易于转印,且比较直观,肉眼可见。指纹既可凭肉眼比对,也可借助于比对显微仪进行,都比较方便、快速。因此它是实际应用最广泛的个人识别技术。
而dna技术所需试验材料、设备与程序复杂,费用昂贵,费时费力。而且在做任何一项dna鉴定之前,必须对受测试者所在群体进行dna调查统计,了解其等位基因的数目与分布频率。因为只有在此基础之上,才能精确 计算 出受测试者的dna同一的概率,进而得出判断结论。
因为人类基因组中str基因座的数目庞大,基因座本身的多态性及遗传稳定性不同,而且它在不同种族、人群间的等位基因分布不同。所以,选择哪些基因座作为比对的遗传标记,如何统计等位基因的分布频率是做dna鉴定前必须解决的关键问题。这就使建立dna数据库成为不可缺少的前提条件。目前尚未建立起涵盖各类人群的标准化的dna数据库,而且dna数据库的建立将面临许多的法律问题和技术及经费问题,难以解决。所以,目前此项技术的应用受到限制,其巨大效应不能充分发挥。
从上述分析可以看出,指纹技术与dna技术都是个人识别技术,它们各有优势,在司法、安全、医学、 教育 和考古等领域都发挥着巨大的作用。同时它们又都存在一些问题,使其作用受到限制,无法发挥。因此缺少了其中任何一项,都会对以上领域乃至整个社会产生重大影响。所以说,它们都是当今社会不可缺少的识别技术。盲目地一味夸大一种技术的作用,而废弃另一种技术的做法,极不理智,也是非常不现实的。
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指纹识别技术，可称为人体密码，是模式识别领域中使用最早的，也是最为成熟的生物鉴定技术，它是集传感器技术、生物技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体的高新技术[1]微软公司在新一代操作系统Windows Vista中，把指纹识别作为身份验证方式之一。指纹识别技术的核心是指纹识别算法，可以把识别算法大致分为3个步骤：图像预处理、指纹特征提取和指纹特征比对[2](包括验证和辨识[3])。目前不少研究将神经网络用于指纹识别，提高了指纹识别性能。文献[4]提出了一种基于LVQ神经网络指纹识别方法，由于LVQ神经网络自身的自组织和聚类特性，可以很好地给出模式在多维空间的概率分布估计，从而可较好地完成指纹的识别。文献[5]介绍了一种基于DHNN(离散型Hopfield 神经网络)的识别技术，运用DHNN的联想记忆功能来识别指纹特征。不少研究将神经网络与模糊理论相结合[6,8]，提高了神经网络在指纹识别领域的研究水平。本文提出一种基于混沌模糊RBF神经网络的算法，并应用到指纹识别中。将混沌理论引入神经网络的构造，利用混沌对初值的极端敏感依赖性，从而可能对仅有微小差别的模式进行识别，由于引入了混沌噪声，可使网络具有很强的抗干扰能力，有效避免了复杂的特征提取工作。将模糊理论应用于RBF神经网络设计，提高了神经网络的学习泛化能力，能较好地逼近实际模型。应用混沌模糊RBF网络进行指纹识别，结合了模糊函数、混沌和神经网络的各自优点，得到了较满意的识别效果。仿真实验表明，该算法精度高、迭代步骤少、收敛快，混沌模糊RBF神经网络应用于指纹识别是有效的，能提高识别率。该算法不仅可以保证对指纹样本的正确分析，同时可以保证识别速度。将算法应用于电力企业集成管理，保证了安全生产和优化管理的目标，获得了良好的应用价值。
1 RBF神经网络
2.指纹自动识别系统的基本理论
人的皮肤主要是由表皮、真皮和皮下组织三个部分组成的，而指纹就是在表皮上突起的纹线。由于人们在遗传方面的遗传特异性，虽然指纹人人皆有，但各不相同，而且出生之后每个人的指纹形状就固定了。这为指纹自动识别系统奠定了理论基础。起初，指纹自动识别系统主要应用于案件的侦破方面，它是一种模式识别系统，包括图像获取、处理、提取和比对几个模块。指纹自动识别系统是通过计算机识别指纹，然后在庞大的数据库进行对比，查找具有相同指纹信息的技术。它的关键在于识别指纹信息的计算机算法。通过固定的算法，使所有指纹信息都可以按照统一标准转换为数字信息，存储到数据库中。
3.我国指纹自动识别系统的发展现状
指纹自动识别系统来源于电子技术的发展，从上个世纪60年代起，电子计算机技术进入指纹识别领域，为指纹识别的自动化开辟了新的道路。
我国指纹管理工作主要经历了三个发展阶段，分别是手动管理、计算机半自动管理和全自动管理三个阶段。上个世纪70年代末，是我国的指纹自动识别系统研发的开始。在国家公安部、科委等部门的支持下，以北京大学、清华大学为基础理论科研能力为基础，我国在“七五”期间基本完成了我国自己的指纹自动识别系统。随后，指纹自动识别系统又被列入“八五”科技攻关项目。由公安部牵头，协调清华大学、北京大学、北京市公安局刑科所等单位，进行科研攻关，投入了大量的人力、物力和财力，取得了很好的效果，开发了具有中国特的指纹自动识别系统。比较出色的有清华大学的CAFIS系统、北京大学的Delta-S系统等。
警用大型指纹库数据库的匹配的速度和相似性排序，近年来也有了很好的发展。据统计我国现在已有五十多个市、县公安部门建立并使用了指纹自动识别系统。上海、广东等省市公安部门还添置了诸如美国的EAST-SHORE等品牌的进口指纹自动识别系统，这些部门的系统容量从几万到几十万不等，而且从以案找人、串并案件、以人查案到前科查询，都基本上实现全自动管理，形成了利用指纹自动识别系统破案的规范体系，在实战中发挥了重要的作用，侦破了大量重要案件，充分显示了指纹自动识别系统在公安办案过程中的巨大作用。
4.我国指纹自动识别系统的发展趋势
4.1指纹自动识别系统应用前景广阔。
作为指纹自动识别系统，其开发之初的目的就是为了侦破案件，打击犯罪。在我国，经过各方面的不断努力，这方面已经做的比较到位。而随着经济社会的不断发展与进步，全国范围内的指纹档案计算机管理进程也不断的加速发展，指纹自动识别系统也逐渐的被应用到各行各业当中。如使领馆、银行系统、要害部门、身份证、保密机构、安全机构、机场、驾驶执照等方面。可见，在未来指纹自动识别系统的应用将会有更加广阔的前景。
4.2指纹自动识别系统将向大容量高速度网络化发展。
随着计算机技术、信息技术等高科技含量的行业迅速发展，指纹自动识别系统也以此为依托，逐渐的向高速度、网络化、大容量的方向去发展。目前，在我国的北京、上海等省市正在筹备建设百万人以上的超大指纹信息库，并实现了高度的网络化。北大、清华也已设计出能够处理500万人以上的指纹数据库系统。这些网络化的高速指纹自动识别系统，对付流窜犯罪、系列性犯罪和认定身份、查前科、串案并查等，都能在信息共享方面发挥极大的作用。
4.3指纹自动识别系统信息内容结构的多样化
随着科技水平的不断提升，我国指纹自动识别系统也不断的获得完善。其中，指纹信息内容结构多样化，也将是我们未来所要面临的一个课题。我国北京、上海等地已提出建立非犯罪人员指纹库的设想，这可以显著提高指纹自动识别系统信息内容的多样化。另外，在犯罪资料的收集过程中，对违法人员捺印指纹、登记建卡，本质上也是在建立信息内容多样化的指纹档案。可以将罪犯相关的所有信息录入到指纹系统中，这样实现了系统信息内容结构多样化后，就能将同公安部门、司法部门、社会公共信息网联结起来，实现资源共享，更好地打击犯罪、保护人民，维护社会秩序稳定。
5.总结
指纹自动识别系统从应用于侦破案件出发，现在已经广泛的应用到了我们生活中的各个方面，就连智能手机上现在也有了指纹解锁的技术，其未来对于身份验证发展的促进作用是不言而喻的。本文通过分析我国指纹自动识别系统的发展现状和趋势，为我国指纹自动识别系统在未来获得更好的前景提供了科学的依据。
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据考古学家证实：公元前7000年到6000年以前，指纹作为身份鉴别的工具已经在古叙利亚开始应用，可以说这是最为古老的身份证。不过如今这一古老的身份证在新时代中再次焕发出了青春，今天我们就来回顾一下“指纹识别”的过去，同时也展望一下它的未来。
“指纹应用”历史悠久，作为身份鉴别早已经普遍采用
我们从许多的历史资料中都可以发现，在古代，指纹就已经被作为身份的鉴别标志之一。
我国古代最早的指纹应用可追溯至秦朝。至唐朝，以“按指为书”为代表的指纹捺印已经在文书、契约等民用场合被广泛采用。自宋朝起，指纹则开始被用做刑事诉讼的物证。无论是在案件的审判或者是重要的买卖文书上需要当事人签字、画押，其中的对于许多不识字的人来说，采用的就是“按指印”的办法，虽然说当时对于指纹的鉴别还不是非常的严格，但是已经说明了人们对于指纹的作用有了一定的认识。
19世纪初，经过了系统的科学研究，对于指纹得出了两个重要的结论：一是没有任何两个手指指纹的纹线形态一致；二是指纹纹线的形态终生不变。这两个结论为指纹的鉴别提供了理论依据。
由于有了科学的理论依据，因此指纹进一步的被方方面面作为身份识别的一种方式。其中最为广泛，也是大家最熟悉的便是在犯罪事件的鉴别中。如阿根廷在1896年，苏格兰在1901年，其他一些国家在20世纪初期也纷纷引入指纹技术鉴定罪犯，并被尊为“物证之首”。
20世纪60年代，指纹自动识别技术开始起步
由于指纹被应用的领域越来越广泛，逐渐早期的指纹识别采用的人工比对的方法，其效率低、速度慢的缺点越来越明显，已经不能满足现代社会的需要。与此同时，随着计算机技术的发展，20 世纪 60 年代末，在美国开始有人提出用计算机图像处理和模式识别方法进行指纹分析以代替人工比对，这就是自动指纹识别系统 ( 简称 AFIS) 。
指纹识别实际上是属于生物特征识别的一种，它在计算机技术的支持下，通过采集指纹图像进行匹配识别，确定或确认指纹所有人身份的生物特征识别技术。其基本原理是通过取像设备读取指纹图像，然后用计算机识别软件,提取指纹的特征数据，最后通过匹配算法获得识别结果。不过初期因为成本及对运行环境的特殊要求，自动指纹识别系统开始时其应用主要限于刑侦也就是警用领域。
20世纪80年代以后，“指纹识别”技术进入民用领域，得到全面发展
20世纪80年代以后，随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟，指纹自动识别系统所需的相关设备的的体积不断缩小，其价格也不断降低，性能却得到了极大的提高，因而开始被应用到民用领域，进入90年代以后，在解决了快速准确的匹配算法问题之后，更使指纹识别技术走向了基于个人的应用。
指纹识别过程可以分为登记和识别两个部分。用户需要先采集指纹，然后计算机系统自动进行特征提取，提取后的特征将作为模板保存在数据库或其他指定的地方。在识别或验证阶段，用户首先要采集指纹，然后计算机系统自动进行特征提取，提取后的待验特征将与数据库中的模板进行比对，并给出比对结果。
对于指纹识别系统来说，指纹采集器是最为关键的部件，因为只有正确的采用，才能够保证整个识别系统的准确性。指纹采集器，目前常用的指纹采集设备有三种，光学式、硅芯片式、超声波式。
光学指纹采集器是最早的指纹采集器，是使用最为普遍的，它具有使用时间长；对温度等环境因素的适应能力强；分辨率较高的优点。但是由于受光路限制，无畸变型采集器尺寸较大。通常有较严重的光学畸变；采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。CCD器件可能因寿命老化，有降低图像质量等缺陷。
硅芯片式指纹采集器出现于90年代末，其优点是图像质量较好；尺寸较小，容易集成到其他设备中去。其缺点是耐用性和环境适应性差，尤其在一些较恶劣的环境下，抗静电能力、抗腐蚀能力、抗压力等方面的不足；图像面积小，可能降低识别的准确性，并导致用户使用的不方便。总之，硅芯片采集器现在尚不成熟，但可能是未来的方向。
超声波式指纹采集器从理论上来看，可能是最准确的指纹采集器。它发射超声波，根据经过手指表面，采集器表面和空气的回波来测量反射距离，从而可以得到手指表面凹凸不平的图像。超声波可以穿透灰尘和汗渍等，从而得到优质的图像。不过这种产品还处于试验阶段。
目前“指纹识别”技术在民用应用领域已经被广泛的应用
对于刑侦领域中“指纹识别”技术的应用大家早已经是耳熟能详了。那么除此之外，目前在民用领域中，“指纹识别”技术究竟有哪些用武之地呢？应该说“指纹识别”技术在许多领域都已经被采用了，但它的任务只有一个，这就是身份的认定。
比如说指纹考勤系统，传统的考勤系统经常会出现代为打卡的情况。而利用指纹进行考勤则有效的解决了这一问题，严格了上下班制度的问题。在一些保密领域中，使用指纹或者是指纹加密码的方式设置的门禁系统也已经是屡见不鲜了。
指纹的惟一性能够有效提高身份识别的效率和安全性。随着指纹识别技术的成熟并产业化，可广泛用于“金盾工程”、银行、证券、高考身份验证、社会养老保险身份验证、指纹门禁锁等领域，它的推广将具有很大社会效益和经济效益，具有广阔的市场应用前景。
“指纹识别”已经成为了当前中高端商务笔记本的标志
虽然说较以往，“指纹识别”技术已经被越来越多的领域所应用，但是对于大多数的人来说还不是经常能够接触到的。然而在近两年中，“指纹识别”技术被引人笔记本电脑之后，一下子拉近了和普通人的距离。
在计算机应用领域中个人身份的确认和权限的认定是非常重要的一个环节，尤其是随着网络化时代的来临，人们对于安全性的要求越来越高。如今几乎每一个人都有一大堆的密码：银行卡密码，电脑开机密码、邮箱密码、论坛登陆密码……，为了实现较高的安全性，使用复杂和没有规律的密码是目前流行的选择，但是越来越繁琐的密码实在令人觉得麻烦的事情。而如果使用一个相同的密码，那我们在得到了方便性的同时也增加了安全性的隐患。这种情况在具有移动性，容易被人窃取的笔记本电脑的应用中表现得尤为突出。于是，具有“惟一识别性”的“指纹识别”技术开始被运用于笔记本电脑之上。
虽然说计算机“指纹识别”技术诞生已经有相当长的一段时间了，但是由于早期的光学指纹采集器体积较大，不适合运用于笔记本电脑。直到1998年，硅晶体电容传感器诞生，从而制造出了硅芯片式指纹采集器，才使“指纹识别”技术被运用于笔记本电脑变得更加的实际。
与传统的光学扫描技术不同，硅芯片式指纹采集器体积极小，可被方便地整合于各类指纹识别设备中。由于我们的真皮会发出微弱的电波，同时在皮肤表现存在凹凸部分，这样当用户将手指按压在传感器表面时，传感器便能够产生一个由不同电容值构成的信号阵列，这些信号阵列经过专用的算法转换之后便能够生成指纹图像。由于这一技术采用的是活体识别技术，必须通过人体的微电流，因而即使割下别人的指纹来进行确认也没有用，其它例如指模等更是无计可施，因而具有更高的安全性；同时由于不会受灰尘、油脂等影响，准确率也更高。
在刑事侦查案件中，侦查人员必须依靠指纹痕迹检验技术来加强对现场的侦查，找到关键性指纹证据，对犯罪嫌疑人提出诉讼。由于在我国的法律规定下，犯罪嫌疑人有权在有关机关没有取得明确证据的情况下保持沉默，因此，利用指纹痕迹检验技术在现场中找到关键证据就成为了刑事侦查案件中的重点工作[1]。如何做好指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的应用工作是我国侦查人员需要特别重视的问题，以下文章就指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的应用进行了检讨分析和探讨。
1 痕迹检验技术的基本介绍
痕迹检验技术指的是侦查人员利用指纹痕迹检验技术相关的知识对犯罪现场遗留下来的各种痕迹进行侦查的技术，其主要的目的是根据对痕迹的检验来判断出犯罪事实和痕迹之间的逻辑关系，从而推导出犯罪现场可能产生的活动以及犯罪嫌疑人的身份等[2]。我国刑事侦查中使用的痕迹检验技术包括足印痕迹检验、毛发痕迹检验，也包括指纹痕迹检验技术。指纹痕迹检验技术是痕迹检验技术的重要组成部分，其在很多案发现场的侦查中具有较好的应用价值，能够有效帮助刑事案件的侦破。
2 指纹痕迹检验技术的具体内容分析
指纹痕迹检验技术又被称之为手印痕迹检验技术，即侦查人员通过现场遗留下来的手掌纹路或者手指纹路，利用先进的检验技术和科技设备对这些纹路进行提取和检验的方法。每个人的指纹是不一样的，通过对现场指纹痕迹的检验，再对比数据库中的数据信息，侦查人员就能够迅速锁定犯罪嫌疑人，为刑事侦查做出重要的贡献。
指纹痕迹检验技术的一般操作是：第一，先对现场的指纹痕迹进行提取。侦查人员如果在案发现场发现了指纹痕迹，首先要用相机向完整的指纹痕迹拍摄下来，并进行保存。拍摄的主要目的是能够通过照片来观察指纹痕迹的具体纹路，以保证指纹痕迹的完整状态。目前我国的拍摄技术在这一方面已经能够达到标准，指纹痕迹的清晰度较高。此外，侦查人员还可以采用胶带粘取的方法将现场发现的指纹痕迹进行提取[3]。提取成功后，侦查人员要注意表明发现指纹的具体地点、发现指纹的时间以及案发地点等。当侦查人员发现现场遗留的指纹痕迹不够明显，上面存在其他污垢或者灰尘时，胶带粘取法在这时将无法发挥作用。因为污垢和灰尘会阻碍指纹的完整性，不利于完全提取。此时侦查人员就可以采用静电复印法进行指纹痕迹提取，采用静电复印法之后依然要低指纹痕迹进行拍照备案；第二，对提取的指纹进行检验和对比。侦查人员需要采用科学的技术对提取的指纹很寂静心检验。指纹是人区别于其他人的根本特征，指纹的形成从胎儿时期开始，不会随着时间的变化而变化。因此，当侦查人员在现场进行案件侦查时首先需要对指纹痕迹进行侦查。而对指纹痕迹进行检验分析后，侦查人员也很容易对比数据库中的指纹信息，找到犯罪嫌疑人的相关信息，甚至是确定犯罪嫌疑人的身份。
3 指纹痕迹检验技术的重要意义
首先，指纹痕迹检验技术在刑事案件中的应用可以帮助提供确定嫌疑人身份的直接证据。由于公安机关侦查人员在数据库中搜集了大量的指纹，当侦查人员将案件现场收集到的指纹痕迹与数据库中的指纹信息进行对比，就能够很快地确定犯罪嫌疑人的身份或者只是犯罪嫌疑人的部分特征。例如，在2016年7月，一名男子盗窃民宅后迅速逃离了现场。公安机关人员通过对现场留下来的指纹锁定嫌疑人，并将嫌疑人逮捕归案[4]。在指纹证据面前，男子对所犯案件供认不讳；其次，指纹痕迹检验的结果可以作为直接证据，犯罪嫌疑人。在我国的法律规定中，指纹痕迹检验结果可以作为直接证据，公安机关可以根据检验结果对犯罪嫌疑人提出诉讼，确定犯罪嫌疑人的罪行。
4 提高指纹痕迹检验技术在刑事侦查应用水平的建议
4.1 加强技术的革新
随着我国社会经济的不断发展，科学技术水平也得到了相应的提高。指纹痕迹检验技术的应用离不开现代化先进的科学技术，例如，公安机关需要利用信息技术对指纹信息进行储存、建立数据库并进行指纹识别和对比。相对于传统的指纹痕迹检验技术来说，以技术为中心的指纹痕迹检验技术更加具有高效和高质的优势[5]。所有侦查人员在实际的案件中也经常会采用指纹痕迹检验技术来进行现场痕迹侦查，并因此破获了不少案件。而要不断提高我国指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的应用水平则需要相关人员不断加强对指纹痕迹检验技术的技术革新，加强指纹显现技术、无机盐残留物检测技术以及指纹自动识别技术等的创新，为公安机关侦查人员提供更多的技术支持，减轻侦查人员的工作压力并提高工作人员的工作效率。
4.2 提高指纹痕迹提取和保存水平
要提高我国指纹痕迹检验技术的侦查应用水平还要求侦查人员能够不断提高对痕迹的提取和保存水平。指纹痕迹检验以指纹痕迹的提取和保存为前提，只有当侦查人员能够对现场指纹痕迹进行完整的提取和保存，他们才能够进行指纹识别和对比，从而确定犯罪嫌疑人。目前我国刑事案件的侦查中经常出现因为对指纹的保存不够完整或者提取不够及时而出现遗失最佳侦查时间，加剧伤亡和损失的情况。要改变这种情况必须要求公安机关加强对侦查人员指纹痕迹提取和保存的训练，提高侦查人员指纹痕迹提取和保存的水平，并提高侦查人员对指纹痕迹检验技术的掌握程度，保证刑事侦查的力度和效率。
4.3 完善相关法律法规
我国的刑事诉讼法对于指纹痕迹检验的相关规定还有待完善，要充分发挥指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的重要作用还需要有关部门和人员能够进一步完善刑事诉讼证据体系，为指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的应用提供更加清晰和明确的法律依据，并提高证据之父的可操作性。
5 结局
综上所述，痕迹检验技术是我国在刑事侦查中常用的取证方法和破案证据，指纹痕迹检验技术是痕迹检验技术中使用最为频繁的一种。由于人们在指纹方面具有明显的差异性，侦查人员根据在现场提取的指纹痕迹就可以判断出犯罪嫌疑人的身份，同时可以将指纹痕迹检验结果作为关键证据上交法庭，对于破获刑事案件有着重要的意义。因此，为了更好的提高指纹痕迹检验技术在刑事侦查中的应用水平，国家应该要不断创新指纹痕迹检验技术，并完善相关的法律法规，同时加强对侦查人员痕迹提取和保存的训练。
参考文献
[1]刘玮. 如何有效提高痕迹检验技术在刑事侦查工作中的应用水平[J]. 法制与社会，2014，14：136-137.
[2]李善春，邱国雄. 论手印痕迹检验技术在刑事侦查工作中的重要作用[J]. 法制博览，2015，35：171+170.
[3]谢兴武，唐戈玲. 试论如何提高痕迹检验技术在刑事侦查中的应用水平[J]. 黑龙江科技信息，2015，36：174.
[4]李熠茜. 痕迹检验技术应用于刑事侦查工作的作用及其研究[J]. 法制与经济，2015，21：88-90.
Abstract： the existing laws and regulations， the existing fingerprint extraction technology and the trace of the scene of the management restrictions and limitations of the application of the fingerprint extraction technology， the results of the criminal investigation caused some impact. Therefore， this paper starts from the overview of criminal investigation technology， analyzes on the current work of criminal investigation fingerprint extraction of constraints， this proposed practical solutions， in order to enhance the fingerprint extraction technology in criminal investigation work in application level， promote fingerprint extraction technology development to provide feasible references.
Key words： public security； trace； fingerprint
1 前言
传统的刑事侦查活动允许公安机关将犯罪嫌疑人的口供作为证据，在一定程度上造成了刑事侦查工作对于口供的重视大于实际侦查。随着法律的日益完善，2012年新修订的《中华人民共和国刑事诉讼法》明确了犯罪嫌疑人的“沉默权”，降低了犯罪嫌疑人口供证据获取的可能性，使得侦查机关对于指纹提取技术的依赖程度不断增加。凭借着真实、科学、可靠等优势，指纹提取技术的应用范围愈加广泛，在刑事案件的侦查，相关证据的获得以及犯罪事实的认定，刑事责任的追究等发挥着重要作用。
2 指纹提取概述
所谓指纹提取是指公安机关勘侦人员综合运用指纹提取理论、方法，收集、保存、检验犯罪现场遗留下的各项指纹痕迹，以确定犯罪痕迹与犯罪嫌疑人之间的关系的刑事侦查活动。指纹提取技术是指公安机关勘侦人员综合运用指纹提取理论、方法，收集、保存、检验犯罪现场遗留下的各项痕指纹迹，以确定犯罪痕迹与犯罪嫌疑人之间的关系的刑事侦查方法、手段。实践中，指纹提取为刑事侦查工作的发展深入发挥了重要作用，为查清和认定犯罪事实，严厉打击犯罪提供了可靠的技术保障。
3指纹提取在刑事侦查中应用的制约因素
3.1现行法律法规的制约
根据2012年新修订的《刑事诉讼法》规定，犯罪嫌疑人的“沉默权”得以明确，被纳入法律体系中，从而改变了传统侦查中重口供轻证据的问题。但不容忽视的是，尽管指纹提取有着广泛的应用，但由于缺乏辩诉证据交换制度，刑事技术部门在实际工作中也面临着前所未有的压力和挑战。为了推进刑事侦查工作的科学化、规范化发展，我国制定了一系列法律法规，各省也以国家法律为导向，立足本省实际制定了相应了侦查工作规定。毋庸置疑，现行的法律法规对刑事侦查工作的程序、主体等形式问题予以了明确的规定，但在涉及到实质性问题方面，却缺乏足够的操作性和实际应用性。同时，在侦查跨省犯罪案件中，由于各省侦查工作的规定不一致，缺乏统一标准，致使各省无法统一协调侦查工作，对指纹提取在刑事侦查中的具体应用造成桎梏和阻碍。
3.2现场管理的制约
要使指纹提取在刑事侦查工作得到理想的应用和功能发挥，就要注重对指纹提取现场的管理。现场勘查系统的任何一个部分的缺失和忽视都可能造成整个系统均衡性的丧失，对犯罪现场侦查工作造成不利。尽管我国的《公安机关刑事案件现场勘验检查规则》就指纹提取管理的基本原则作出了若干规定，但不难发现，这些规定大多是原则性的，缺乏实质的管理内容，将绝对的管理权力赋予现场勘查系统，阻碍了指纹提取在刑事侦查工作中的有效应用和健康发展。
3.3指纹提取技术本身的制约
随着科技的发展进步，指纹提取技术日臻完善，不仅在刑事案件的侦查中应用广泛，也有效推动了刑事侦查工作的发展。但纵观我国性世界技术部门对于指纹提取的研究，缺乏深入性和创新性，未能及时对新技术的应用方法展开探讨，存在一定滞后性。与此同时，指纹提取的广泛应用也造成了侦查机关对其的过分依赖，导致实际侦查中痕迹人员主导现场，包揽实地勘验，以往的重口供变为重技术，只勘不侦，勘验分离等问题较为突出。究其原因，则在于勘侦人员未能正确认知指纹提取在工作原理和适用范围等方面的不足性，致使刑事侦查工作陷入机械化模式，难以契合技术勘察与综合侦查有机结合的理念与要求。
4结语
在实际的应用工作中，指纹提取还受到现行法律法规，
自身技术和现场管理等因素的制约，对其在刑事侦查中应用效果的发挥和应用水平的提升造成桎梏和阻碍。为此，要针对制约性的因素认真分析，强化基础理论研究，完善相关相关法规，注重指纹提取技术开发，提升专业人员素养，并不断强化管理责任，细化管理内容。
参考文献：
[1] 张冠营.指纹提取技术在刑事侦查工作中的应用[J].湖北警官学院学报，2013（01）.
[2] 赵铁锋.简议如何运用指纹提取技术提高证据质量[J].理论前沿，2012（ 09） .
[3] 吴丽娜.论指纹提取学的研究方法[J].知识经济，2011（12）.
作者简介：
在新石器时代和铜石并用时代，陶器的成型方法有手制、模制、轮制三大类，其中，对后世陶瓷工艺影响最深的是轮制法。轮制法是快轮制陶的简称，是指利用快速旋转而产生的离心力和惯性力，将置于中央、陶转盘小平顶之上的泥料直接提拉成所需形状的坯体这一工艺过程而言。快轮制陶研究具有很强的逻辑性，笔者在研究快制陶过程中提出一系列新概念、新判断和新理论，而且环环相扣，现在分别叙述如下。
一、新概念
新概念是笔者经过深思熟虑从复杂现象中提炼出来的概念，是研究快轮制陶的起点，也是对快轮制陶本质的认识。
（一）涉及快轮制陶本质的新概念：“离心力”“惯性力”和“泥料特性”
所谓“离心力”，是指和置于中央的泥料在做圆周运动时所产生的离开中心的力。由于离心力的作用，拉坯时放在外侧的手用力较大，起主要作用，放在内侧的手用力较小，只起辅助作用。
所谓“惯性力”，是指人力驱动快速旋转时储存在内的能（物体由于运动而具有的能，属于动能），它逐渐释放出来。由于惯性力的作用，制陶者将搅棍从转窝内后，和置于中央的泥料在较长一段时间内仍能维持快速旋转状态。
所谓“泥料特性”，是指泥料在做快速旋转运动时（请注意，仅在做快速旋转运动时）受到外力（双手）作用而产生的形变速度快、效果好，因此可以提拉成所需形状的坯体。
上述离心力、惯性力和泥料特性同时具备（三者缺一不可）是将泥料直接拉坯成型的先决条件，也是利用快轮能够将泥料直接拉坯成型的根本原因。
（二）涉及快轮制陶直接证据的新概念：“螺旋式拉坯指痕”和“麻花状扭转皱纹”Ⅲ
“螺旋式拉坯指痕”，这是轮制陶器内壁常见的痕迹（有时也见于外表）。所谓“螺旋式”就好像螺蛳壳内壁的阴螺旋纹那样，从正面看为一条条凹槽与一条条棱脊相间排列，从剖面看为一段段弧线相连接，它在内底不是同心圆，在内壁不是水平线，即不与器底平行。由于陶轮旋转方向的不同，拉坯的方向也不同，导致阴螺旋纹分为顺时针方向阴螺旋纹和逆时针方向阴螺旋纹两种。陶轮按逆时针方向旋转时，采用正手操作法拉坯，左手在内侧，右手在外侧，主要靠右手用力，坯体内壁产生顺时针方向阴螺旋纹。陶轮按顺时针方向旋转时，采用反手操作法即“左撇子”操作法拉坯，右手在内侧，左手在外侧，主要靠左手用力，坯体内壁产生逆时针方向阴螺旋纹。从中国古代轮制陶器总体上看，顺时针方向阴螺旋纹常见，逆时针方向阴螺旋纹少见，因为大多数制陶者习惯于用右手。所谓“拉坯”是指利用快速旋转时产生的离心力和惯性力，用双手将泥料直接提拉成坯体，在泥料与坯体之间没有（也不需要）经过泥片或泥条等中间环节。所谓“指痕”是指手指前端从坯体表面压过时遗留下来的痕迹，而不是用工具刮削坯体表面时遗留下来的痕迹。
如上所述，“螺旋式拉坯指痕”的含义是明确而严格的，与工具刮削痕迹之间界限分明，充分表述了轮制陶器特有的痕迹。有些考古发掘报告将快轮拉坯遗留下来的痕迹称为“轮旋纹”或“轮旋痕”，这些名称实际上也是指“螺旋式拉坯指痕”，但是，由于名称和表述过于简单，未能将双手拉坯痕迹与工具刮削痕迹明确而严格地区别开来。
“麻花状扭转皱纹”，这是轮制陶器上罕见的现象，只有细心观察才能发现。所谓“麻花状扭转”是指在制坯所用的泥料含水量较高（泥料较软）的特殊条件下，在快轮拉坯（产生螺旋式拉坯指痕）的同时，坯体上产生的一种扭转现象。具体地说，“麻花状扭转”是指陶轮和双手将坯体上下两端分别向相反的方向用力扭转，这一动作就好像拧麻花那样。“皱纹”是指坯体表面由于扭转自然而然地产生纤细、斜向、一凸一凹的实线状或虚线状的纹理，它不是用手抹或用工具刮削而产生的痕迹。
如上所述，“麻花状扭转皱纹”的含义也是明确而严格的，与工具刮削痕迹之间界限分明，表述了轮制陶器特有的现象。目前一般的考古发掘报告没有提到这种现象。
迄今为止笔者从出土的古代轮制陶器上看到的“麻花状扭转皱纹”有以下三批：
第一批，属于铜石并用时代晚期的良渚文化，例如浙江余杭县南湖遗址出土的双鼻壶和上海马桥遗址出土的双鼻带盖壶，二者颈部内壁都有细密的从左下方至右上方倾斜的实线麻花状扭转皱纹。遗憾的是没有绘成线图。
第二批，属于春秋晚期，见于山西曲沃县、翼城县天马一曲村居址轮制的细柄豆，笔者亲自绘成线图，可以看到柄内壁有实线麻花状扭转皱纹。
第三批，属于北魏时期，见于山西大同市南郊北魏墓群轮制的陶器。由绘图人员绘成线图，可以看到陶罐颈部内壁或外表有虚线麻花状扭转皱纹。
上述“螺旋式拉坯指痕”是轮制陶器特有的痕迹，“麻花状扭转皱纹”是轮制陶器特有的现象，因此二者都是快轮制陶的直接证据。至于偏心涡纹只能作为旁证。有时在手制坯关于快轮制陶的新概念、新判断和新理论体的外底也能看到偏心涡纹，例如陕西临潼县姜寨遗址仰韶文化的瓮棺葬具陶器T8W233：2，其外表留有不规整的泥条痕迹，外底留有偏心涡纹，这是在慢轮带动坯体旋转条件下用线绳切割时遗留下来的痕迹，在泥条痕迹与切割痕迹并存的情况下，应以泥条痕迹为依据断定这件陶器采用手制法成型，偏心涡纹就不能作为快轮制陶的证据。
二、新判断
在形成新概念的基础上做出新判断，新判断是研究快轮制陶的主要内容。
（一）涉及快轮制陶起源的新判断：快轮制陶技术起源于新石器时代晚期的最后阶段。
现有资料表明，在中国境内快轮制陶的起源是多元的，以下三个地区及文化独立发明了快轮制陶技术问：一是黄河下游地区的大汶口文化中期偏晚，例如山东曲阜市西夏侯遗址下层墓、上层墓；二是长江中游地区的大溪文化晚期，例如湖北枝江市关庙山遗址大溪文化第四期（即大溪文化晚期）；三是长江下游地区的崧泽文化晚期，例如上海市青浦县崧泽遗址中层墓葬第三期的陶杯，青浦县福泉山遗址灰黑土层的陶壶、陶杯。
（二）涉及快轮制陶高潮的新判断：铜石并用时代晚期，在黄河中下游地区和长江中下游地区呈现出快轮制陶技术第一次高潮；汉代呈现出快轮制陶技术第二次高潮。
铜石并用时代晚期，山东沿海地区成为轮制技术最发达的地区。例如：山东龙山文化晚期的陶鬻和陶觑，三个袋足分别轮制，是倒着拉坯成型的；薄胎高柄杯（又称蛋壳黑陶高柄杯）代表了山东龙山文化轮制技术的最高水平，在轮制技术史上是空前绝后的。
汉代制陶业已成为一种商品生产，市场的需求促进快轮制陶技术的发展，第二次高潮的规模远远超过铜石并用时代晚期的第一次高潮。
三、新理论
从新概念上升为新理论：黄河流域各地区快轮制陶技术发展不平衡的原因。
新理论是一个新组织起来的概念体系，可以用它来解释技术发展不平衡现象。
在铜石并用时代晚期，黄河流域各地区快轮制陶技术的发展很不平衡：下游地区的山东龙山文化轮制技术高度发达，中游地区的河南龙山文化轮制技术比较发达，上游地区的齐家文化迄今为止未见轮制陶器，各地区之间存在明显差别。
从理论上解释，黄河流域各地区快轮制陶技术发展不平衡有两个原因：
（一）取决于陕轮制陶技术发展本身的内在规律，即快轮制陶“技术传播”规律。
快轮制陶技术可以传播，如同能量可以传递。黄河下游地区是快轮制陶技术的发源地，好比地震的“震源”，震动最大，中游地区快轮制陶技术逐浙变弱，好比震波逐渐减弱，上游地区迄今为止未见轮制陶器，好比震波已经消失。据此推断，黄河流域的快轮制陶技术由东向西传播。在山西境内，各地区快轮制陶技术的发展也不平衡：位于山西南端的垣曲县古城东关遗址，庙底沟二期文化出现个别轮制的小型陶器，龙山文化的轮制技术比较发达，泥质陶普遍轮制；位于晋西南偏北的陶寺遗址，轮制法出现于陶寺文化中期，但是直到晚期只有一部分中小型泥质陶器采用快轮拉坯成型，快轮制陶技术不但出现较晚，而且不发达，在坯体成型方法中处于末位。据此推断，山西境内的快轮制陶技术由南向北传播。从总体上看，黄河流域的快轮制陶技术由东向西、由南向北传播，在传播过程中，能量逐渐减弱以至消失，这是各地区快轮制陶技术发展不平衡的根本原因，也就是内因。
（二）由于各地区的文化传统不同，人们对快轮制陶技术的认识和应用也不同，换句话说，受到“技术思想”的影响。
1． 引言
信息化高速发展的一大特征是个人身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决得一个关键性社会问题。生物特征身份鉴别技术是身份鉴别领域的一个研究热点。生物特征识别技术是指利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴别认证的技术。生物特征识别技术包括采用人体固有的生理特征（如人脸、指纹、虹膜、静脉、视网膜）进行的身份认证技术和利用后天形成的行为特征（如签名、笔迹、声音、步态）进行的身份认证技术。与传统的身份鉴定手段相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有如下优点：（1）不会遗忘或丢失；（2）防伪性能好，不易伪造或被盗；（3）“随身携带”，随时随地可用。正是由于生物特征身份识别认证具有上述优点，基于生物特征的身份识别认证技术受到了各国的极大重视。
2. 生物特征识别技术的现状及发展趋势
目前，常用的生物特征识别技术所用的生物特征有基于生理特征的如视网膜、人脸、指纹、虹膜，也有基于行为特征的如笔迹、声音等。下面就这些常见的生物特征识别技术的特点及其发展趋势进行讨论研究。
2.1．视网膜识别
人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜表面血管得图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞得最远处。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变，如同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能具有最可靠，最值得信赖得生物识别技术，但它运用起来的难度较大。视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征得唯一性。
视网膜技术的优点：视网膜是一种及其固定得生物特征，因为它是隐藏的，故而不易磨损，老化；非接触性得；视网膜是不可见得，不会被伪造。缺点是：视网膜技术未经过任何测试，可能会给使用者带来健康的损坏。
2.2.人脸识别
人脸识别作为一种基于生理特征的身份认证技术，与目前广泛应用的以密码、IC卡为媒
介的传统身份认证技术相比，具有不易伪造、不易窃取、不会遗忘的特点；而人脸识别与指纹、虹膜、掌纹识别等生理特征识别技术相比，具有非侵犯性、采集方便等特点。因而人脸识别是一种非常自然、友好的生物特征识别认证技术。
人脸识别技术包括图像或视频中进行人脸检测、从检测出的人脸中定位眼睛位置、然后提取人脸特征、最后进行人脸比对等一系列相关的技术。
为了评测基于面部图像的人脸识别算法的性能。美国ARPA和ARL于1993年至1996年建立了FERET数据库，用于评测当时的人脸识别算法的性能。共举行了三次测试FERET94、FERET95、FERET96。FERET测试的结果指出，光照、姿态和年龄变化会严重影响人脸识别的性能。
FERET的测试结果也表明了基于面部图像的方法的缺点。人脸是一个三维非刚体，具有姿态、表情等变化，人脸图像采集过程中易受到光照、背景、采集设备的影响。这些影响会
降低人脸识别的性能。
为了克服姿态变化对人脸识别性能的影响，也为了进一步提高人脸识别性能，20世纪90年代后期，一些研究者开始采用基于3D的人脸识别算法。这些算法有的本身就采用三维描述人脸，有的则用二维图像建立三维模型，并利用三维模型生成各种光照、姿态下的合成图像，利用这些合成图像进行人脸识别。2000年后，人脸识别算法逐渐成熟，出现了商用的人脸识别系统。为了评测这些商用系统的性能，也作为FERET测试的延续，美国有关机构组织了FRVT2000、FRVT2002、FRVT2006测试。测试结果表明，人脸识别错误率在FRVT2006上下降了至少一个数量级，这种性能的提升在基于图像的人脸识别算法和基于三维的人脸识别算法上都得到体现。此外，在可控环境下，虹膜、静态人脸和三维人脸识别技术的性能是相当的。此外，FRVT2006还展现了不同光照条件下人脸识别性能的显著提高，最后，FRVT2006表明人脸自动识别的性能优于人。值得一提的是，清华大学电子工程系作为国内唯一参加FRVT2006的评测的学术机构，其人脸自动识别性能优于人类。FRVT2006为人脸识别后续的研究指明了方向，人脸识别中光照、年龄变化依然对人脸识别性能有很大影响，二维人脸识别的性能不比三维人脸识别差。
人脸识别得优点：非接触性的。缺点是：要是比较高级得摄像头才也有效地扑捉面部图像；使用者面部的位置与周围得光环境都可能影响系统的精确性，而且面部识别容易受欺骗；
对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。
2.2. 指纹识别
指纹识别技术是指通过比较不同人指纹中的特征点不同来区分不同人的身份。指纹识别技术通常由三个部分组成：对指纹图像进行预处理；提取特征值，并形成特征值模板；指纹特征值比对。指纹图像预处理的目的是为了减少噪声干扰的影响，以便有效提取指纹特征值。常用的预处理方法有图像增强、图像平滑、二值化、图像细化等。
特征提取的目的就是从预处理后的指纹图像中，提取出能够表达该指纹图像与众不同的特征点的过程。最初特征提取是基于图像的，从图像整体中提取出特征进行比较，但该方法的精度和性能较低。现在一般采用基于特征点的方法，从图像中提取反应指纹特性的全局特征（如纹形、模式区、核心区、三角点、纹数等）和局部特征（如终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点等）。得到特征点后就可以对特征点进行编码形成特征值模板。指纹特征值比对就是把当前获得的指纹特征值与存储的指纹特征值模板进行匹配，并给出相似度的过程。
指纹识别的优点:技术相对成熟；成本较低。缺点是：具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿不易提取图像。
2.3. 虹膜识别
虹膜相对而言是一个较新的生物特征。1983年，Flom与Safir申请了虹膜识别专利保护，使得虹膜识别方面的研究很少。1993年，Daugman发表了关于虹膜自动识别算法的开创性工作，奠定了世界上首个商业虹膜自动识别系统的基础。随着Flom和Safir专利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜数据集的提供，虹膜识别算法的研究越来越蓬勃。I CE2006首次对虹膜识别算法性能进行了测试。虹膜识别中需要解决如下两个难点问题：一是虹膜图像的获取，二是实现高性能的虹膜识别算法。
3. 结论
本文讨论了一些常用的生物特征识别技术的技术特点及发展趋势。随着各国对生物特征识别技术的越来越重视，生物特征识别技术必将获得更快的发展。
参考文献：
[1]张敏贵，潘泉，等.多生物特征识别[J].信息与控制,2002,31(6).
[2]杨俊，景疆.浅谈生物认证技术——指纹识别[J].计算机时代，2004,(3）.
Abstract:According to observing the unearthed archeological materials and carrying out the piece-mould casting simulation experiment, we found that the technology of ornament-making on surface of bronze developed with the advance of piece-mould making technology in period of Shang and Zhou, which simultaneously caused the change of epigraph-making technology. The detailed process of ornament-making technology is as follows: it was still at the exploratory stage in period of Xia,while,the technology of model-making and that of mould-making were not standardized; The technology of pressing ornament on surface of mould appeared in early period of Shang,meanwhile,the piece-mould casting technology had specification;In middle period of Shang, it had great progress and appeared the technology of pasting ornament;In late period of Shang, it reached the peak,in contrast,which began to simplified in period of East-Zhou;The piece-mould casting technology in early period of Chun-Qiu inherited that in period of East-Zhou; With the number of piece-mould became to more,there appeared the unit-ornament making technology.
Key words:bronze;the technology of pressing ornament; the technology of pasting ornament; unit-ornament mould
中国青铜时代延绵发展了数千年,这一时代的代表作品是青铜器。对商周青铜器的研究,考古界注重的是其形制特征,科技考古界关注的则多是其合金成分及金相结构。对商周青铜器范铸工艺制作过程的研究甚少,更有许多范铸技术问题,长期以来没有得到学术界的认定。
商周青铜器范铸工艺技术是个大课题,这里主要是通过观察出土青铜器表面范铸痕迹和开展范铸模拟实验,从而对商周青铜器纹饰技术的发展脉络宏观上作一研究与探讨。
现有研究表明,商周青铜器的表面纹饰大多来源于陶范,铸后刻制的很少。关于范面纹饰的制作,学术界有多种观点:一种观点认为范面纹饰在泥模上制好再翻制到泥范面(1)、(2);一种观点认为范面纹饰在泥范面直接制作(3);一种观点认为主干花纹在泥模上制好再翻制到泥范面,细花纹则在泥范面直接制作(4);一种观点则认为纹饰技术经历了如下的发展历程:范纹―模纹―模范合作纹(5)。大量观察出土实物后,笔者发现,商周(西周)青铜器表面,若以兽面为中心,两边的纹饰没有一例是完全对称的。此现象表明,商周(西周)青铜器上的大多纹饰当是在范面直接制作的。因为手工在泥范面制作纹饰时,不易掌握对称性。
商周青铜器纹饰技术是伴随其范铸分型技术的进步而不断发展的。研究发现:夏代青铜器制模、制范技术不规范,纹饰技术处于摸索阶段。商早期青铜器范铸分型技术已具成熟的工艺设计思想,在素范面压塑纹饰的“纹饰压塑技术”出现;商中期青铜器纹饰技术有了划时代的进步,出现了“纹饰堆塑技术”,且与“纹饰压塑技术”兼容并用;商晚期青铜器纹饰技术达到顶峰。西周青铜器范铸分型技术无明显进步,纹饰制作技术显示退化趋势。春秋中期以后,青铜器范铸工艺分型增多,纹饰技术发生改革,发明了单元纹饰范拚兑技术。下文将详细讲述商周青铜器范铸分型技术与纹饰技术的发展情况。
一、 夏代青铜器范铸分型技术与纹饰技术
出土的夏代青铜器有鼎、爵、、鬲等。目前公布出来的鼎,均平底,且其鼎足明显是在范面压塑出的型腔,这表明,此时鼎的范铸工艺尚未形成。发表出来的爵较多,但形制各异,和商代爵的形制相比,尚有一段距离,其造型处于摸索中、未定型。夏代的鼎、爵表面开始出现了简单的、不规则的凸弦纹、凸网格纹、凸点状纹等纹饰,这符合纹饰制作初级阶段的特点。、鬲的出土数量相对较多,较同时期的鼎、爵相比,其范铸工艺已基本规范,其形制与商早期、鬲的形制十分接近、无明显差异,其表面纹饰尽管也是些几何造型的图案,但相对规范。
图一为河南偃师二里头出土的网格纹鼎。由图可知,此鼎的三棱形足不直、宽度各异,这说明,其足不是来自模,而是在范面压塑得到。与商早期近似圆锥形足的鼎相比,夏代鼎足还未固定到模上,尚在摸索阶段。此鼎的纹饰是在范面随手压出的凹的网格纹,网格大小不规整、无章法。图中箭头所指之处,为此鼎的分型处,据此可知此鼎是在两耳间对开分型。对于制范而言,范面越大越难以制作;而对于在范面制作纹饰而言,范面越小,弧面的曲率也就越小、越趋于平直,也越便于纹饰的制作。显然,此鼎范铸工艺的设计,还没有形成这种工艺思想。
图二为河南偃师二里头遗址出土的爵,此爵表面无纹饰,在与腹部的结合部位(箭头所指之处),可看到有两圈凸起的铸痕,而在内对应的腹部表面,看不到任何芯痕。铸工艺是从原始的制陶工艺借用而来的,如同在泥爵上安泥一样。在此爵的内,即无芯痕、又是与器整铸。然商以后,不论是还是爵,只要是具有的容器,凡内对应的腹部处有芯痕的,其必是与器整铸的;凡内对应的腹部处没有芯痕的,其必是与器分铸。与商以后,在铸造有的青铜器时,已有成熟的范铸工艺设计思想相比,夏代铸爵的范铸工艺仅体现了早期青铜器整铸的观念,其的铸造工艺设计思想,还处在从无到有的起步阶段。
通过以上两例可看到,夏代鼎及爵都是平底,这种几何形状不利于制范工艺的操作,体现了早期青铜器范铸工艺设计思想的不成熟。随着历史的进程,商以后基本没有了这种几何形状的鼎及爵。显然夏代青铜器的制模、制范技术还没有达到商早期范铸工艺技术的规范程度,其纹饰技术还处在一个摸索阶段。
二、 商早期青铜器范铸分型技术与纹饰技术
在夏代爵和鼎的表面,很难看到多合范留下的铸造披缝,其模与范之间的关系不明确。至商早期,不论是鼎、爵还是、鬲,其表面留下的体现模范关系的铸造披缝都历历在目。由此可以看出,商早期的范铸分型技术已具有成熟的工艺设计思想。与此同时,商早期青铜器表面已有完整的、与人们形象思维相符的动物纹饰,不论从纹饰的立体效果还是从纹饰的规整程度看,都是夏代青铜器的纹饰所无法比拟的。仔细观察不难发现,商早期青铜器的纹饰都具有这样的一个规律,那就是几乎所有主纹都是凸纹,基本没有凹纹。
图三为盘龙城出土腹部的纹饰,可以看到,所有纹饰都高出的基体,纹饰上下的两条凸弦纹不直。这些现象说明,表面的纹饰是在范面压塑出来的。即在范面压出凹的纹饰槽,铸造后凹的纹饰槽就被还原为凸起的纹饰条。当然这种纹饰的制作技术并非只体现在表面,而是具有普遍性,区别只是纹饰造型的不同。
图四为1974年河南新郑望京楼出土的商早期雷纹鬲,可以看到,鬲口沿下纹饰带内的纹饰均为凸起来的线条,而纹饰带以外部位与此雷纹鬲的基本面在同一基准面上,纹饰带中雷纹的高低长短个个不同,显然此鬲的纹饰应是在范面经手工压出来的。此鬲腹部及足部具有基本相同的三等分几何形状,箭头所指之处,为左右两条范缝,其缝都是从口沿贯通到足底的,这表明,它是采用标准的三分法设计的模。此鬲的范铸技术及纹饰技术,代表了商早期范铸技术及纹饰技术的基本特征及原始性与开创性。在几何形状有规律的商早期青铜器中,除各自相应的附件如耳、等不同外,其基体都具有基本相同的三等分(或四等分)几何形状,这种几何形状器形的设计,给分型制模创造了便利条件。与此同时,亦给范面纹饰的制作提供了方便。分型制模后,在同一模上夯出的三块范(或四块范),其范面的几何形状和尺寸基本一样,这即有利于范面纹饰制作的统一,又有利于范面纹饰的手工操作。正是由于商早期青铜器范铸工艺中的分型技术得到了规范,青铜器范面纹饰的制作技术才能有快速的发展。
简而言之,商早期青铜器的范铸技术已经具有成熟的工艺设计思想,使得在素范面压塑纹饰的制作技术开始得以长足发展。
三、 商中期至西周范铸分型技术与纹饰技术
商中期青铜器的纹饰技术,有了划时代的进步,从商早期在素范面压塑出纹饰的制作技术,发展到商中期在范面粘贴泥条形成纹饰的制作技术和在压好的纹饰凹槽内粘贴泥条,来塑造凸起纹饰上的细凹槽纹饰的制作技术。为了简化下面介绍,我们将在素范面压出纹饰的制作技术,简称为“纹饰压塑技术”,而将在在范面或在已经被压出的纹饰凹槽中粘贴泥条的制作技术,称为“纹饰堆塑技术”(6)。
“纹饰堆塑技术”的出现,打破了青铜器表面全是阳纹的局面,给商代青铜器纹饰三层花的出现提供了技术支持,亦给青铜器铸铭提供了技术支持。铭文是商周青铜器上很重要的一个组成部分,商周青铜器上的铭文,绝大多数是阴文,阳文不属于主流工艺,数量很少。铭文与其表面阴纹饰一样都是凹槽,制作方法也相同,不一样的只是凹槽形状的不同。青铜器表面的阴文槽,是用泥条粘贴在范面铸后得到的,而青铜器腹内的铭文,则是在泥芯表面粘贴泥条铸后得到的。由于粘贴泥条的工艺是从商中期兴起,所以,商早期的青铜器极少有铭文。春秋中期以后,逐渐开始使用单元纹饰范拚兑技术,泥条的粘贴工艺逐渐退化。至西汉早期,泥条粘贴工艺基本退出了历史舞台。因此,西汉以后的青铜器基本没有了铸铭,多是采用了铸后錾铭的工艺。因此,青铜器上铭文技术的发展,也是与纹饰技术的发展同步进行的。随着战国铸纹技术的衰亡,铸铭技术也随之衰亡。
商晚期的范面纹饰制作技术,是中国青铜时代范面纹饰技术的顶峰。不但把商中期以来的纹饰技术发挥到了极至,且又有些小的创新,如用成型工具斜着扎进范面形成空腔,从而解决了一些悬空无法造型的纹饰,董亚巍先生将此项技术称为“纹饰斜压技术”(7)。在商晚期的一些青铜器纹饰中常有牛角翘起的造型,牛角背后镂空,采用“纹饰斜压技术”将成型的刀具斜着扎入范面,拔出刀具铸后即得到牛角镂空翘起的造型。
模拟实验也验证了此问题。图五为陕西周原出土的先商陶范,可以看到,箭头所指的部位出现了一条裂纹。在正常情况下,范的裂纹应该从外往里裂,此范却是从内向外裂,显然是因为在范面扎动物翘角时受力所致。图六为模拟实验制作商代尊的范面,我们在范面用牛角形工具扎型时,范面也出现了裂纹,这说明模拟实验制作镂空纹饰翘角的方法和古代是一样的。
西周青铜器范铸分型技术无明显进步,范面手工制作纹饰技术的发展开始简化。
四、 从模拟实验看“纹饰压塑技术”
和“纹饰堆塑技术”
笔者在鄂州市博物馆先后进行了商晚期至西周早期圆形簋、方座簋以及鼎、尊的范铸模拟实验。先后进行了刮模胎、制原始模、阴模、阳模、翻范以及在范面制作纹饰的工艺技术。在范面压塑纹饰和堆塑纹饰的制作过程中,收获颇丰。
当用泥料在陶模上夯制泥范时,如果模面积小,或范面的厚度在20mm以下时,可翻制出无裂纹的完整范面。如果模的面积大,范面的厚度又超过了20mm厚度时,由于泥料过厚,加上范背不断地挤压,使得范面到处出现裂纹现象的产生。春秋以前的范体都较厚,因此,在春秋以前的范铸工艺中,模上一般没有纹饰。我们此次范铸模拟实验的对象都是西周及其以前的青铜器,其范体都较厚,不论如何操作,翻出的范面总会存在许多裂纹。范面需填泥料修整后,再回到模面压紧,脱下来,就如同翻制出了个完整无裂缝的范体。这样才可以在泥范面进行起稿及制作纹饰的操作。图七是何薇去年做商代模拟实验时制作的泥范,左边是从模上翻范后脱下来没经过修整的泥范,可看到,范面不但存在许多裂缝,的所有棱角都是秃的。右边是经过修整的泥范,可以看到,不光用泥料将裂缝填平,的形也被修整的棱角分明。本次实验的范面情况也和一样。
“纹饰压塑技术”,是指用刀具在范面向下压制出纹饰,如主纹以外的雷纹,或在范面挖刻纹饰等,具体是在范面先起稿后再根据稿线先挖出造型,再用工具将挖出的部位抹压平整,其特征是范面压塑出的纹饰为凹槽,铸成器物后则成为凸起的纹饰。我们用在江南到处都能找到的竹子,削出了一些压纹饰的工具,先用针将设计好的纹饰画在范面,再用这些竹质工具在范面进行纹饰的压塑工艺操作。
“纹饰堆塑技术”则是指在范面或在已经被压出的纹饰凹槽中粘贴泥条的工艺。这种工艺操作起来较为简单,可将泥条在手中搓细后粘贴到范面,也可在粘贴后再用刀具将泥条的两边削割整齐。所以,在许多出土青铜器的凹槽纹的边沿一周,可看到凸起的细线条,即是在范面留下刀修泥条的痕迹。
通过模拟实验,笔者发现,范面纹饰的制作没有学术界认为的那么复杂,一般人都可以顺利地在范面进行纹饰的制作。图八是模拟实验制作的商晚期圆形簋的泥范,是采用“纹饰压塑技术”和“纹饰堆塑技术”制作的范面效果对比图。在左图中可以看到经直接压塑出的雷纹,以及先挖后压制作出的主纹。在右图中可以看到,箭头所指的主纹区内已粘贴了泥条,这些泥条铸造后,就会成为在凸的主纹中间出现的细凹纹。
图九为殷墟铸铜遗址出土的一块陶范。在其范面上部纹饰带中,圆形纹饰中的泥条及底张的制作效果,与图八右侧的纹饰效果几乎一样。显然其主纹区内的雷纹是压塑而成的,在压塑好的主纹凹槽内,凸起的纹饰线条也应是粘贴上去的泥条。
五、 春秋战国的纹饰技术
春秋早期基本继承了西周的范铸技术。春秋中期以后,随着青铜器需求量的大增,范铸工艺中的分型分得越来越多,这迫使纹饰技术发生改革,发明了单元纹饰范拚兑技术。纹饰范来源于纹饰模,这种纹饰模面一般不根据器物的几何形状设计,而多设计成方形、长方形、矩形等固定的形状供许多铜器通用。在单元纹饰模上制作单元纹饰范,大大提高了纹饰的制作速度,并可得到高度统一的纹饰区和纹饰带(8)。
图一为山西侯马东周铸铜遗址出土的单元纹饰模,其规格为4×3cm。在如此小的模上可以看到两组相同的纹饰。在这个模上可以复印出很多相同尺寸的纹饰范,用这些相同的纹饰范在模上拚兑纹饰带或大面积纹饰区,是春秋以后统一纹饰、提高工效的工艺技术保障。
六、 结 论
通过对商周范铸工艺技术的研究,笔者认为,商周青铜器纹饰技术的发展脉络是与各时期的分型技术紧密相关的。夏代青铜器制模、制范技术没有达到规范,相应的,其纹饰技术也就处于摸索阶段或根本无纹。商早期青铜器中范铸分型技术已具有成熟的工艺设计思想,这使得其范面的纹饰压塑技术得以成熟和向前发展;商中期,在纹饰压塑基础上出现了纹饰堆塑技术,而这两种技术都是在同一范面得以应用的;至商晚期,这两种技术的结合使用达到了顶峰。与商晚期相比,西周青铜器范铸分型技术无明显进步,范面手工制作纹饰技术的发展开始简化;春秋中期以后,随着青铜器需求量的大增,范铸工艺中的分型分得越来越多,迫使纹饰技术发生改革,发明了单元纹饰范拚兑技术。这种纹饰制作技术的先进性,就在于彻底结束了夏以来一直在范面手工制作纹饰的局面,改为在纹饰模盒中翻制单元纹饰范,大大提高了工效、缩短了生产周期,适应新的社会需求,是春秋以前的纹饰技术无法达到的生产速度。
参考文献:
(1) 华觉明等:《中国冶铸史论集》,文物出版社,1986年。
(2) 苏荣誉、华觉明、李克敏等:《中国上古金属技术》,山东科学技术出版社,1995年。
(3)、(6)、(7) 董亚巍:《范铸青铜》,北京艺术与科学电子出版社,2006年。
一、概述
信息加密技术就是通过密码算术对数据进行转化，使之成为没有正确密钥任何人都无法读懂的报文。在数字信息系统中可利用计算机执行加密算法，改变负载信息的数码结构，从而实现对原有信息的保护[1]。
现行的许多计算机系统中，包括许多非常机密的系统，都是使用“用户ID+密码”的方法来进行用户的身份认证和访问控制的。存在密码丢失、密码被盗取、密码被破解等安全隐患。由于人体的身体特征具有不可复制的特点，随着计算机技术的发展，人们把目光转向了生物识别技术，希望可以籍此技术来应付现行系统安全所面临的的挑战，其中的指纹识别技术更是生物识别技术的热点[2]。自上世纪60年代起，指纹识别技术在考勤机、电子锁、汽车安全、设备操控管理、 IC卡、网上银行等信息技术领域获得越来越广泛的应用。
在笔者主持研制的一款专网用户终端项目中，用户要求对终端上保存的重要信息，如通话记录、电话簿、录音文件等进行加密存储。在综合比较业内成熟的信息加密技术后，笔者设计了一套基于指纹特征的数字信息加密系统，并在加密时采用“随机码”技术产生随机密钥，进一步提高了系统的安全性。
二、系统设计
2.1 系统体系结构设计
本系统中集成了USB接口指纹采集模块，模块可采集并储存用户指纹特征值（指纹模板）作为其登陆和使用设备重要功能的凭证。故采用采用基于生物特征（用户指纹）的信息安全加密方案，用指纹特征值作为加密密钥。
系统体系结构如图1所示。指纹采集模块负责采集和存储用户指纹，加密系统需要时，可返回存储的指纹特征值。加密系统运行在用户终端上，通过自带加密算法实现对用户机文件及重要信息的加密保护。其他应用系统需要使用被保护的用户数据时，需要通过信息加密系统的指纹认证后获得被原始数据。
2.2 加解密流程设计
密钥选用用户存储的第一个指纹模板（512字节）。由于设备的密钥保存环境是相对安全的，为保证算法效率，采用简单、效率高的按位异变换算法。
系统对文件的加解密过程见图2和图3。
“随机码”技术一般应用于“私有密钥”加密体制中，设计目的是增加以统计分析方法破解的难度，或者在多次利用同一密钥加密时，尽可能产生不同的密文，以防止密钥被窃取导致“一破全破”的后果。
在本系统中，可选择采用“指纹特征值+随机码”作为密钥，替代原有以指纹特征值作为密钥的方式，但加、解密流程与算法不变。技术难点在于在解密过程中，必须准确获得加密时的产生的随机密钥。
3.2 加密算法设计
指纹特征值为512字节，随机密钥也定长为512字节。当明文（待加密信息）大于512字节时，每次取512字节与密钥进行异或，产生密文。
设第i次加密时，随机密钥为Ki[j]，则
Ki[j] = （C[j] + Ri+1）% 256
其中，j=0，1，……511，C[j]为第j个字节的指纹特征值
Ri+1为一伪随机数列：
Ri = Ri-1+Ri-2
其值由迭代过程开始给定的两个种子（初值）R0和R1，以及迭代次数决定。
采用该种随机密钥方式进行加密的优点：
每加密512字节信息，使用的密钥均不相同，大大降低了利用频度统计分析方法进行破解的可能性；
如果能动态给定随机数量Ri的初值R0及R1，可保证每次加密不同文件使用不同的密钥，防止用户指纹特征值丢失而导致所有加密文件被破解的后果；
加解密算法简单、可逆，适合大数据量、实时加解密。
3.3 伪随机数列初值设定策略
策略1：以待加密文件的首、尾两个字节作为R0、R1的值；加密时，首、尾两个字节不加密，以保证解密程序能正确获得伪随机数列的初值。
该策略的优点是密钥与文件内容有关，对大多数文件可以做到“一次一密”。但是对某类首尾均有固定格式的文件，密钥完全相同。
策略2：以加密时的日期、时间作为R0、R1的值；加密后，把这两个值添加到密文文件的末尾。
该策略优点的如果用户不改变系统时间，可以做到“一次一密”；但文件长度被改变，在一定程度上为破解留下提示信息。
四、结论与展望
本文提出的基于指纹特指和随机码结合的数字信息加密系统是一种将生物特征数据和密钥结合起来的生物特征加密技术。它结合了生物特征识别技术与密码技术的优势，并实现了每次加密均使用不同的密钥，进一步提高了信息安全性。目前该系统已通过用户验收并投入使用。
基于项目研制周期和算法效率的考虑，系统中的加密算法采用了较为简单的算法，后续若需要进一步加强加密安全性，可考虑使用DES、IDEA、RC5[3]等业内著名加密算法进行替换。
参考文献
