公安信息网络安全下的身份证指纹识别技术研究

刘泽

中国人民公安大学 北京 100038

0 前言

公安信息网络安全是指公安信息网络系统能有效地保证其信息不受破坏并在规定的时间和权限范围内保证信息质量的服务，范围包括保护数据安全，保证交易安全和服务安全等。将指纹录入居民身份证能有效地保护公民的指纹信息安全，防范他人冒用居民身份证以及伪造、变更居民身份证等违法犯罪行为的发生，加强公安机关对信息网络中公民身份信息的严格的管理，大大地提高公安信息网络安全性。

1 身份证指纹识别技术应用的可行性分析

(1) 是提高个人指纹信息安全，防止信息泄露的客观要求

在居民身份证中登记的指纹信息，是数字化的指纹特征点，是指纹信息的数据化，是不能还原成指纹图像的，此举能够有效地保护公民的指纹信息安全。同时为了防止公民的指纹信息被非法泄露，决定严格规定了保密任务和保密特点，即有关单位及其工作人员对履行职责或提供服务过程中获得的公民个人信息，应当予以保密。个人或单位构成犯罪的将严格依法追究刑事责任；不构成犯罪的，由警方处以10日以上 15日以下的拘留，有违法所得的，除没收违法所得外，还将处以5000元或10万元以上50万元以下罚款。

(2) 是相关单位提高人证同一性认定，遏制违法犯罪活动的内在需要

居民身份证法修正案决定规定公民申请领取、换领、补领居民身份证时，应当登记指纹信息。通过把个人独一无二的指纹信息录入到身份证中，有利于公安机关等相关国家机关以及金融、电信、教育、医疗、交通等单位通过机读快速地读取储存在身份证芯片中的个人指纹信息数据，准确地进行人证的同一性认定，提高相关单位的工作效率；有助于防范冒用他人身份证以及伪造、变更的居民身份证进行违法犯罪活动，提高公安机关利用现场遗留指纹和身份证指纹信息数据进行比对，打击违法犯罪的行为；有利于金融机构加强清理问题账户、落实存款实名制，推动金融业的健康发展，维护国家安全和实现社会稳定。

(3) 是公安机关提升信息化网络建设水平，加强对社会人口管理的必然要求

在身份证中登记个人指纹信息数据，有利于公安机关提高公民身份证个人信息的安全性，通过广大公民的身份证指纹信息数据建立一个统一、完善、更具安全性的个人信息数据库，提升公安信息化网络建设水平。同时通过建立身份证指纹信息数据库，能更好地实现对全部实有人口的动态管理。修改居民身份证法，能有效地完善居民身份证使用、查验制度，实现以公安人口信息为基础，融合人口和计划生育、住房和城乡建设、民政、教育、交通、工商、金融系统等相关的信息资源，建立以公民身份号码为惟一代码的国家人口基础信息库，实现对社会人口更好的管理。

(4) 传统的身份证已不适应新形势的发展，二代身份证科学合理的设计为加入指纹信息创造了条件

一代身份证记载和存储的信息量少、防伪技术低、安全性也不高，并且将于2013年1月1日起停止使用。虽然二代身份证提高了防伪技术，增加了记载和存储的信息量，包括公民的姓名、性别、民族、出生日期、住址、公民身份证号码、本人照片等七项内容，但安全性仍然不高，被他人恶意使用的情况很多。近几年来，盗用身份证、倒卖身份证的现象经常出现，利用身份证办信用卡，骗取贷款等犯罪频率在不断提高。但是第二代身份证在设计时使用了专用芯片，并预留了指纹信息存储区，增加指纹信息不需更换证件。同时更换证件可以通过换领、补领居民身份证逐步实现，无需大规模集中采集指纹信息。

2 公安信息网络安全下的身份证指纹识别技术的研究

2.1 身份证指纹识别技术系统的研究

一般来说，身份证自动指纹识别系统(IDCAFIS)的流程图如图1所示。

图1 身份证自动指纹识别系统(IDCAFIS)的流程图

身份证自动指纹识别系统过程由以下部分构成：

(1) 指纹图像的采集与输入，指纹图像的采集并输入计算机是身份证自动指纹识别系统的第一步，也是基础部分。当前可通过指纹采集传感器来实现，指纹采集传感器主要有：光学传感器、硅晶体电容传感器、超声波扫描传感器。

(2) 指纹图像的预处理与增强，是身份证自动指纹识别系统关键的一步。预处理包括方向图计算、二值化处理、细化处理、图像增强。指纹的纹线有缓慢变化的特点，局部呈现明确的方向性，可以利用方向图沿纹线切线方向对图像进行平滑处理，使纹线连接流畅；再沿纹线的法线方向对图像锐化处理，以加强纹线边缘信息。二值化处理是把8灰度的指纹图像转换成0和255的二值图，并且还要用种子填充法把转换后脊线上白色的斑点消掉。同时还需进行细化处理，以进一步压缩指纹信息数据以及去噪处理，实现指纹图像信息数据质量的增强。

(3) 指纹特征数据化提取与存储，是把指纹图像的纹线走向、纹线交叉点等指纹惟一性的特点用数值表示出来，对诸多特点要去伪存真、去粗取精，以提高特点的准确性，并逐条标记所有的像素要点，进行数值存储，减少二值化和细化的处理时间。把相关数据存储到身份证内存芯片指纹信息区域，并编入身份证指纹信息数据库中。

(4) 指纹信息数据比对，首先要把公民的指纹特征信息数据纳入身份证指纹信息数据库中，然后把要比对的个人指纹特点通过相关流程转化为信息数据，再通过软件程序与身份证指纹信息数据库进行比对，看个人的指纹信息数据与身份证指纹信息数据库中相比对数据的相似度和相同度，得出最终结果。

2.2 身份证指纹识别系统性能的评价方法

(1) 拒真率(FRR)，是指同一个人的同一手指被系统拒绝识别的概率，一般为百分之一，可用一手指多次采样被系统中自己指纹拒绝的概率来测量。拒真率越低所反映的身份证指纹识别系统的性能越好。

(2) 误识率(FAR)，是指将不同手指指纹认错的概率，即非法用户能通过指纹识别系统的概率，一般是百万分之一，可用两个不同的手指纹通过多次采样能通过系统的概率来测量，误识率越低越好。

(3) 拒登率(FER)，是指在指纹由于采集质量、磨损程度等相关因素的影响，不能在系统中存储而进行后续识别的概率。可通过不能建档的指纹进行采集而使其能够通过系统的概率来测量，拒登率越低越好。

(4) 系统存储时间，是指每枚指纹经过采集与输入、预处理与增强、特征数据化提取与存储在系统中时间的长短。系统存储时间越短可靠性越强。

(5) 比对效率，是指直接用一枚指纹与身份证指纹信息或身份证指纹数据库中指纹信息比对所用的时间，比对效率越高越好。

(6) 其他比对参数，包括程序安全性与易用性，界面科学合理性，统计资料齐全性，数据库管理高效便捷性等。

以上仅是身份证指纹识别系统性能的几种评价方法，单纯依靠某一种或少数的几种指标进行评价是不全面、不科学、不合理的，应采取诸多指标全面评价的方法。

3 以身份证指纹识别技术提升公安信息网络安全机制的实施路径

(1) 积极提高身份证指纹识别技术，不断完善公安信息网络系统的建设

当前我们正处在以科学技术引领信息网络化时代，积极提高身份证指纹识别技术，强化身份证指纹识别技术的安全性是提升公安信息网络安全的重中之重。随着身份证指纹识别技术的逐渐成熟，身份证指纹识别技术将朝着系统化、复杂化、综合化兼具很高安全性的方向发展。通过身份证指纹识别技术的提升有助于完善公安信息网络系统中指纹信息数据库的建设，并推动公安信息网络系统其他方面的建设，这样才能抵御恶意使用指纹信息数据的违法犯罪分子的侵袭和黑客对身份证指纹信息数据库的攻击。

(2) 强化打击恶意使用指纹信息违法犯罪的行为，建立健全严格的惩戒配套制度

提升公安信息网络系统的安全性，除了身份证指纹识别技术保障外，依据现有法律法规强化打击恶意使用指纹信息进行违法犯罪的行为，同时建立健全严格严厉的惩戒制度也必不可少。目前修正案决定虽然规定了国家机关或者金融、电信、交通、教育、医疗等单位的工作人员泄露在履行职责或者提供服务过程中获得的公民个人信息，构成犯罪，依法追究刑事责任的情形，但是仍显得过于淡薄粗陋、难以充分发挥应有的惩戒作用。一是信息泄露的主体范围过窄，仅限于“国家机关或者金融、电信、交通、教育、医疗等单位的工作人员”；二是何种情形才算“构成犯罪”，缺乏明确的界定；三是如何为“个人信息泄露”举证，以保护公民信息权益、强化信息使用者的责任，决定中同样缺乏进一步的明确规定。相关法律应建立健全身份证指纹信息配套制度，严厉打击侵害公安信息网络系统的违法犯罪分子。

(3) 适时从法律上扩大居民身份证查验情形的范围，从法律上保障公安信息网络在实践中的运行

从基层执法实践看，我国现行的居民身份证法对公安机关依法执行职务查验居民身份证的四种情形生物规定，范围过窄，很难适应当前公共安全的复杂形势。修正案决定的规定把居民身份证查验的情形扩大到了需要查明有关人员身份的火车站、长途汽车站、港口、码头、机场或者在重大活动期间社区的市级人民政府规定的场所的范围。决定的修改有利于公安机关更加及时、准确地确认公民身份，更好地维护公共秩序和社会治安。依据社会发展形势的需要，适时地在法律上扩大警察对居民身份证查验情形的范围，有助于降低利用指纹信息进行违法犯罪活动比率的程度，保障公安信息网络系统更安全的运行。

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