指紋驗(yàn)證技術(shù)在成人招生報(bào)名及考試中的實(shí)踐與探索

蔡 虹 章群皓

一、指紋驗(yàn)證技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，指紋驗(yàn)證改變了傳統(tǒng)的身份認(rèn)證方法。指紋作為唯一且不可復(fù)制的生物特征，為身份驗(yàn)證系統(tǒng)開辟了高效準(zhǔn)確的新領(lǐng)域。指紋采集并不是采集指紋圖像，而是采集指紋特征碼，采集和識別可在數(shù)秒內(nèi)完成，目前已在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，也成熟運(yùn)用于一些考試系統(tǒng)中〔1〕。

指紋驗(yàn)證技術(shù)目前國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于公司企業(yè)的員工考勤，門禁系統(tǒng)，銀行、保險(xiǎn)等其它保密部門。（1）考勤管理。單位將個(gè)人指紋信息提前采集并存儲在考勤機(jī)里，只有當(dāng)考勤現(xiàn)場采集的指紋信息與原有存貯的員工指紋信息匹配后才作為員工是否出勤的標(biāo)準(zhǔn)。目前在企事業(yè)單位已有相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用，應(yīng)用效果好〔2〕。（2）門禁管理。與單位考勤類似，對于那些只有部分人員可以進(jìn)入的保密場所，除采用進(jìn)門密碼外，尚采用指紋驗(yàn)證的方式加以輔助，確保只有合法的且經(jīng)過授權(quán)的人員方可進(jìn)入。此類系統(tǒng)在國家的相關(guān)保密部門及部分企事業(yè)單位有一定規(guī)模的應(yīng)用，實(shí)施效果很好〔3〕。（3）銀行、保險(xiǎn)方面的應(yīng)用。部分銀行及保險(xiǎn)企業(yè)將其應(yīng)用于重要客戶的管理，實(shí)施重要客戶銀行卡密碼與指紋雙重認(rèn)證，確保銀行資金及客戶資金安全，防止金融詐騙行為。這種系統(tǒng)在銀行、保險(xiǎn)行業(yè)已有小范圍應(yīng)用，效果很好〔4〕。除此以外，指紋驗(yàn)證也在一些考試系統(tǒng)中發(fā)揮作用，如雅思考試和某些地區(qū)的人事考試，但在教育類考試中仍較少使用。

二、成人高考使用指紋采集技術(shù)的背景和要求

眾所周知，目前社會上針對考試領(lǐng)域的高科技作弊手段越來越多。與此同時(shí)，受社會非主流思潮的影響及一定程度上的社會誠信體系缺失的影響，考試作弊隊(duì)伍在不斷壯大，由過去個(gè)別人變成了一部分人甚至是群體作弊〔5〕。

為了遏制日漸猖獗的考試作弊風(fēng)，各地教育部門采用了一系列反作弊的高科技手段，諸如無線電信號屏蔽、考生入場金屬探測等。江蘇省也投入建成505個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)，包括約32000個(gè)考場，集合了網(wǎng)上巡查、應(yīng)急指揮、身份驗(yàn)證、作弊防控、考務(wù)綜合等五大系統(tǒng)〔6〕。江蘇省成人高考的考場也基本安排在標(biāo)準(zhǔn)化考場中，使得考試的管理更加規(guī)范和高效。但目前其中的身份驗(yàn)證系統(tǒng)僅可通過身份證驗(yàn)證考生身份，不能辨別身份證是否與考生本人所匹配，身份識別仍受監(jiān)考人員的主觀性和隨意性影響，不能杜絕替考現(xiàn)象。而成人高考因其考生來自社會各行業(yè)，年齡跨度大，職業(yè)類型分布廣，參加考試的意向各不相同，因此考場紀(jì)律相較其他教育類考試仍有差距。因利益的存在，更是產(chǎn)生了職業(yè)性的作弊團(tuán)隊(duì)，提供代考替考等服務(wù)，尤以醫(yī)學(xué)類更為明顯〔3〕。因此，確定考生身份的唯一性成為一項(xiàng)必須解決的問題。

在這種背景下，我們完善考生身份認(rèn)證系統(tǒng)的功能，加入指紋驗(yàn)證模塊。人體指紋具有唯一性，且不可替代，不易偽造，伴隨人體而存在，具有可靠性和安全性。通過這種高效的識別方法，能有效貫徹嚴(yán)格考試紀(jì)律、改善考風(fēng)考紀(jì)的原則，確保考試的公平性和考生身份的準(zhǔn)確性。江蘇省成人高考已有其運(yùn)用成熟的報(bào)名考務(wù)流程，實(shí)行指紋驗(yàn)證需要遵循成人高考自有的特點(diǎn)，以報(bào)名考試的平安穩(wěn)定為基礎(chǔ)，不可打亂報(bào)名考務(wù)秩序。因此，在試點(diǎn)工作開始前，結(jié)合成人高考的特點(diǎn)，我們認(rèn)為，成人高考實(shí)施指紋認(rèn)證需注意以下幾個(gè)方面：

1.采集機(jī)會只有一次。成人高考考生來自在校應(yīng)屆生和社會各行各業(yè)，集中困難。只能在現(xiàn)場確認(rèn)時(shí)統(tǒng)一采集指紋，時(shí)間比較集中，需要一次采集成功。

2.單位時(shí)間內(nèi)采集數(shù)量龐大。成人高考的報(bào)名人數(shù)達(dá)到20多萬，醫(yī)學(xué)類考生就有近4萬人，而現(xiàn)場確認(rèn)時(shí)間僅有5天。因此在單位時(shí)間內(nèi)采集的人次很多，需要較快的采集速度，以免造成考生積壓。

3.驗(yàn)證方式要便捷。開考前時(shí)間有限，監(jiān)考老師同時(shí)需要看管試卷，用金屬探測儀入場檢測等工作。因此指紋驗(yàn)證流程切不可拖沓，需要妥善安排以融入考務(wù)流程中，決不能影響考試秩序和考生情緒。

4.指紋信息的儲存。指紋驗(yàn)證不是單獨(dú)的一個(gè)系統(tǒng)，要與現(xiàn)有的報(bào)名考務(wù)管理系統(tǒng)相結(jié)合。做好與現(xiàn)有系統(tǒng)的對接，采取有邏輯的存放方式，可有效地將指紋與考點(diǎn)、考場、考生相關(guān)聯(lián)，保證數(shù)據(jù)的有效性及實(shí)用性。

5.指紋及驗(yàn)證信息的下載與上傳。醫(yī)學(xué)類考點(diǎn)分布全省13個(gè)市，報(bào)名確認(rèn)中采集的考生指紋要通過合適的途徑下載到各個(gè)考場的驗(yàn)證設(shè)備中。而在考試結(jié)束后，也需要及時(shí)將驗(yàn)證情況上傳。在指紋信息的下載和上傳過程中，要保證信息的安全性與保密性。

6.提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率，不浪費(fèi)資源。已建成的身份驗(yàn)證系統(tǒng)為每個(gè)考場配備了一臺身份證驗(yàn)證設(shè)備，新增指紋驗(yàn)證功能的過程中，要把原有設(shè)備利用起來，提高現(xiàn)有資源的利用率。

7.驗(yàn)證設(shè)備的續(xù)航能力。通常每天會安排兩場考試，上下半天各一場，一場考試的時(shí)間為2個(gè)小時(shí)左右。兩場考試之間，監(jiān)考老師要整理和提交上一場考試的試卷答題卡并提前領(lǐng)取下一場考試的材料，任務(wù)細(xì)碎繁瑣。驗(yàn)證設(shè)備持久的續(xù)航能力成為設(shè)備使用的前提條件。

8.對個(gè)別特殊情況留有特殊通道。面對全省眾多的考生，不可避免會有個(gè)別考生本人在驗(yàn)證時(shí)無法通過?？忌雸鰰r(shí)間較短，需留有特殊通道準(zhǔn)許考生參加考試，并在設(shè)備中對此情況作出標(biāo)記，以便后期數(shù)據(jù)的整理統(tǒng)計(jì)。

三、成人高考指紋驗(yàn)證的實(shí)踐

（一）技術(shù)實(shí)現(xiàn)

采集設(shè)備集成了二代證驗(yàn)證和指紋驗(yàn)證模塊，驗(yàn)證設(shè)備集成了二代證驗(yàn)證、指紋驗(yàn)證和考務(wù)管理模塊。采集與驗(yàn)證均與現(xiàn)有的成人高考報(bào)名和考務(wù)系統(tǒng)相對接，采集到的指紋通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞】荚囋褐行姆?wù)器集中管理，與考生預(yù)報(bào)名號、身份證號相關(guān)聯(lián)，便于檢索和調(diào)用。

對指紋及二代證信息部分采用了BASE64加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)安全，有效防止信息的人為篡改。在考生加密數(shù)據(jù)的傳輸上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用了基于FTP及HTTPS傳輸技術(shù)，確保傳輸高效率，并實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。在驗(yàn)證端，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用了XML技術(shù)，大大提高驗(yàn)證效率。并通過高效的指紋圖像識別算法，完成指紋采集、圖像處理、特征對比功能〔7〕。

1.指紋信息表(T_BMK_FINGER_INFO)。考生采集的指紋信息均存入下表。

2.其他采集信息表(T_BMK表中部分字段)?？忌杉讣y時(shí)產(chǎn)生的相關(guān)信息（如身份證讀卡信息）均存入此表。

3.考場數(shù)據(jù)包下載記錄表(T_UNIEXAM_PACKAGE)。考試前期各考務(wù)單位下載指紋數(shù)據(jù)至指紋驗(yàn)證儀的記錄。

4.驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)表(T_UNIEXAM_UPDATA)?？荚嚱Y(jié)束后各考務(wù)單位上傳指紋驗(yàn)證結(jié)果詳細(xì)數(shù)據(jù)至此表。

5.驗(yàn)證結(jié)果考務(wù)表(T_UNIEXAM_UPKW)?？荚嚱Y(jié)束后各考務(wù)單位上傳指紋驗(yàn)證結(jié)果考務(wù)數(shù)據(jù)至此表。

（二）實(shí)踐流程

通過在報(bào)名環(huán)節(jié)采集考生二代證信息與指紋信息，然后在考生入場階段再次采集考生的二代證與指紋信息，并與報(bào)名階段已采集的相應(yīng)信息進(jìn)行比對，由此確定考生身份的唯一性問題。

1.網(wǎng)報(bào)實(shí)施階段考生身份信息采集。在考生現(xiàn)場確認(rèn)時(shí)，同時(shí)完成指紋與二代證信息的采集，作為后續(xù)入場驗(yàn)證的基礎(chǔ)。通過在成人高考網(wǎng)報(bào)系統(tǒng)中集成考生指紋與二代證信息采集子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程上的無縫對接?？忌恍柙诙C驗(yàn)證后花費(fèi)約2秒的時(shí)間采集指紋?？紤]到確認(rèn)現(xiàn)場的工作壓力，每個(gè)考生只默認(rèn)采集一只手指的指紋，若考生默認(rèn)的手指因特殊情況采集不到信息，可指定其他任意一只手指，并在系統(tǒng)中留有標(biāo)記。若使用一人采集多個(gè)指紋的方法，將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余，且付出高倍的時(shí)間代價(jià)。介于考試驗(yàn)證留有特殊通道且考生本人驗(yàn)證不通過的情況極為個(gè)別，這種數(shù)據(jù)存儲傳輸和時(shí)間的代價(jià)是不值得的。

2.考場安排與考生身份信息下載。考生報(bào)名結(jié)束并現(xiàn)場確認(rèn)后，省考試院集中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，編排考場、生成準(zhǔn)考證號、對考場內(nèi)考生的二代證與指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行加密與打包處理，然后以考點(diǎn)或考場為單位下載當(dāng)前考場考生二代證與指紋加密信息至身份驗(yàn)證設(shè)備。

3.考生入場驗(yàn)證?？紙鋈雸鲵?yàn)證時(shí)統(tǒng)一將驗(yàn)證設(shè)備部署在考場入口處，對進(jìn)入考場的考生逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn)證，合格者進(jìn)入考場相應(yīng)座位；驗(yàn)證未通過者采用特殊通道進(jìn)行處理，并配合人工身份驗(yàn)證。

4.考生驗(yàn)證數(shù)據(jù)匯總與上報(bào)。全部科目考試完畢后，各個(gè)考點(diǎn)將下屬的各個(gè)考場驗(yàn)證儀回收，并集中到地市招辦，由地市招辦的相關(guān)人員使用專用客戶端程序依次將下屬各個(gè)考場的驗(yàn)證數(shù)據(jù)上傳至省考試院中心服務(wù)器，省考試院中心服務(wù)器處進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)檢查與處理，并形成統(tǒng)計(jì)信息。匯總的數(shù)據(jù)包括：考生身份驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)、考生缺考與違紀(jì)信息、考生考試異常作答數(shù)據(jù)、監(jiān)考教師操作軌跡記錄數(shù)據(jù)。系統(tǒng)整體實(shí)施圖如圖2。

（三）實(shí)施范圍

圖2 指紋驗(yàn)證系統(tǒng)整體實(shí)施圖

此次指紋驗(yàn)證的試點(diǎn)范圍為全省成人高考醫(yī)學(xué)類考生。所有醫(yī)學(xué)類考生均采集指紋。驗(yàn)證過程中，選擇泰州市醫(yī)學(xué)類考試兩個(gè)考點(diǎn)，75個(gè)考場，3個(gè)科目為重點(diǎn)試點(diǎn)對象，其余地市隨機(jī)抽取若干個(gè)考場試點(diǎn)。

四、實(shí)踐的結(jié)果與效果

（一）指紋采集實(shí)施順利

前期信息采集階段，泰州市的采集信息反饋為每個(gè)考生的指紋信息采集平均時(shí)間為1.5秒，并未對現(xiàn)場考生積壓造成壓力。平均每個(gè)考生的指紋加密信息占用512字節(jié)，占用空間小，傳輸速度快。

（二）考場驗(yàn)證情況良好

入場驗(yàn)證時(shí)，一次驗(yàn)證的通過率為97.12%，平均驗(yàn)證時(shí)間為5秒。啟用異常通道約2.8%。其他各市的驗(yàn)證情況如圖3。

（三）考風(fēng)考紀(jì)促進(jìn)作用明顯

加入指紋驗(yàn)證試點(diǎn)的2013年成人高考違紀(jì)作弊共586例，比上一年減少一半。其中醫(yī)學(xué)類考生違紀(jì)作弊有254人次，替考人數(shù)為117人，在醫(yī)學(xué)類全覆蓋的泰州市沒有一例替考案例。試點(diǎn)結(jié)果表明指紋驗(yàn)證確實(shí)可以打擊代考替考現(xiàn)象，且對其他科類的考生起到一定的威懾作用。

圖3 指紋驗(yàn)證通過情況統(tǒng)計(jì)

（四）考務(wù)流程電子化初步建立

此次試點(diǎn)也融合了部分電子化考務(wù)流程，為考務(wù)電子化的前進(jìn)做出了探索。在指紋驗(yàn)證設(shè)備上，同時(shí)集成了考務(wù)管理模塊，提供了語音提示，考場情況記錄，現(xiàn)場照片采集的功能?？筛鶕?jù)實(shí)際情況記錄監(jiān)考老師的操作軌跡，考場異常情況和考試現(xiàn)場的考生人像或是其他可供采集的圖像。所有采集的數(shù)據(jù)可在考后與驗(yàn)證信息一起同步上傳到省考試院的服務(wù)器上，減少了數(shù)據(jù)流傳的步驟，不易丟失，保證了數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

五、存在的不足和發(fā)展方向

（一）存在不足

數(shù)據(jù)的下載和上傳受到了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木窒扌?，考試后集中到地市招辦統(tǒng)一上傳數(shù)據(jù)也增加了地市招辦工作人員的工作量。使用無線網(wǎng)絡(luò)即時(shí)上傳考場數(shù)據(jù)成為新的研究方向，而如何在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保證數(shù)據(jù)的安全性也是必須解決的一個(gè)難題。目前只實(shí)現(xiàn)了部分考務(wù)流程的電子化，還不能完全摒棄傳統(tǒng)的考務(wù)流程和考務(wù)設(shè)備，增加了監(jiān)考員的操作步驟。但暫時(shí)的繁瑣是為了取得有效的數(shù)據(jù)，加大力度推進(jìn)考務(wù)流程的電子化，從而拋棄一些傳統(tǒng)的考務(wù)方式，最終通過電子化簡化考務(wù)流程，減輕監(jiān)考員的負(fù)擔(dān)，規(guī)范考務(wù)流程。

（二）展望

通過在2013年成人高考中的實(shí)際使用，我們認(rèn)為在考生身份驗(yàn)證中增加指紋驗(yàn)證功能是目前解決替考這類考試作弊問題的有效手段。同時(shí)考務(wù)電子化的初探也驗(yàn)證了此舉的可操作性與發(fā)展的必要性?？紕?wù)電子化是對傳統(tǒng)考務(wù)管理模式的突破和轉(zhuǎn)型，體現(xiàn)了江蘇積極推進(jìn)考務(wù)電子化改革的新方向〔8〕。電子化考務(wù)流程不僅可部署在成人業(yè)務(wù)管理平臺上，也可以部署在其他的業(yè)務(wù)平臺，如普通高考、自考等，確保已有硬件設(shè)備發(fā)揮最大的使用效能。

〔1〕王純陶.基于指紋和人臉識別技術(shù)的身份認(rèn)證系統(tǒng)〔J〕.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013（11）.

〔2〕李勁松，張亨.指紋考勤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及建模設(shè)計(jì)〔J〕.江西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（12）.

〔3〕王建高.門禁系統(tǒng)的最新發(fā)展及應(yīng)用〔J〕.中國安防，2014（3）.

〔4〕王任.指紋識別技術(shù)在銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用〔J〕.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2014（5）.

〔5〕劉偉民.論成人高考考風(fēng)考紀(jì)的建設(shè)〔J〕.考試周刊，2010（12）.

〔6〕趙建寧，厲浩，楊敏，馬彪.江蘇省國家教育考試標(biāo)準(zhǔn)化考點(diǎn)的建設(shè)與思考〔J〕.江蘇科技信息，2013（1）.

〔7〕簡清明，葉曉彤.一種基于XML和Base64編碼的數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一存儲方法〔J〕.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2009（11）.

〔8〕柴永生.基于網(wǎng)絡(luò)化考試條件下的考試管理改革探索〔J〕.科教文匯（上旬刊），2014（3）.