指紋鑒定誤識率和DNA識別誤識率的研究

趙志勇等

摘 要：在該文中，分析了影響指紋鑒定誤識率和DNA識別誤識率的主要因素，最后，得出了指紋識別和DNA識別具有很強的互補性的結(jié)論，從而可以根據(jù)實際要求，選擇合適的技術(shù)或者兩者結(jié)合使用。最后，闡述了對應(yīng)用這兩種技術(shù)減小其誤識率的建議。

關(guān)鍵詞：指紋鑒定 DNA識別 誤識率

中圖分類號：S512 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0244-02

正如人們經(jīng)驗上所理解的那樣，指紋具有唯一性，隨機的取兩枚指紋他們相同的概率是非常小的，或者說不可能是相同的[1]。但是，實際中總會有指紋被錯誤識別的事件發(fā)生。而誤識率與采集圖像質(zhì)量、操作人員素質(zhì)以及特征點數(shù)等因素有關(guān)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，人們對識別的準(zhǔn)確率提出了更高的要求。本文中，理論分析了指紋鑒定誤識率和DNA識別技術(shù)的誤識率，并通過對前人研究數(shù)據(jù)分析，給出了自己的見解。

1 指紋和DNA指紋

（1）指紋是指靈長類手指末端指腹上由凹凸的皮膚所形成的紋路，也可指這些紋路在物體上印下的印痕[2]。如右圖1所示，紋路的細(xì)節(jié)特征點有起點、終點、結(jié)合點和分叉點等。由于每個人的指紋并不相同，同一人的不同手指的指紋也不一樣，指紋識別就是通過比較這些細(xì)節(jié)特征的區(qū)別來進行鑒別的。

（2）DNA指紋指具有完全個體特異的DNA多態(tài)性，其個體識別能力足以與手指指紋相媲美，因而得名。可用來進行個人識別及親子鑒定，同人體核DNA的酶切片段雜交，獲得了由多個位點上的等位基因組成的長度不等的雜交帶圖紋，這種圖紋極少有兩個人完全相同，故稱為"DNA指紋"。

2 指紋誤識率和DNA指紋誤識率的比較分析

指紋識別常用于需要人員身份確認(rèn)的場所如門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、筆記本電腦、銀行內(nèi)部處理、銀行支付等。并非所有的人體生物特征都可以用于身份識別，能夠用于身份識別技術(shù)的人體生物特征需要滿足下列條件：

（1）廣泛性：每個人都應(yīng)該具有這種特征；

（2）唯一性：每個人擁有的特征應(yīng)該各不相同；

（3）穩(wěn)定性：所選擇的特征應(yīng)該不隨時間發(fā)生變化；

（4）可采集性：所選擇的特征能夠定量測量。

除了指紋識別技術(shù)具有上述特點外，DNA指紋技術(shù)也具有很廣闊應(yīng)用前景。DNA識別技術(shù)主要應(yīng)用于親子鑒定、醫(yī)學(xué)實驗、偵查破案等方面，DNA同樣也具有唯一性，它的唯一性表現(xiàn)在DNA分子片段上的堿基對排列順序的多樣性，

2.1 誤識率影響因素的分析

2.1.1 指紋鑒定誤識率影響因素分析

指紋是目前市場占有率最高的生物識別技術(shù)，也是歷史最悠久的最早被廣泛用作身份識別的技術(shù)。另外指紋也是絕大多數(shù)國家法庭獲取證據(jù)的重要手段。DNA身份識別時隨著生物學(xué)尤其是基因科學(xué)發(fā)展和新產(chǎn)生的一種身份識別手段，我們的問題就是，分析比較指紋識別的錯誤率與DNA識別錯誤率。

人們普遍相信一種說法：指紋具有唯一性。即便是同卵雙胞胎，由于他們的指紋受到遺傳因素和環(huán)境因素的共同影響，他們的指紋也會有所不同。但是我們認(rèn)識到指紋識別是依靠于指紋識別技術(shù)的，并且指紋識別因為用到了若干特征點，因此我們可以看到選取的匹配特征點的個數(shù)小誤識率會越大，但是當(dāng)所用匹配特征點增加時，其誤識率減小的同時也會增加成本。

2.1.2 DNA指紋識別率影響因素分析

DNA指紋識別中的誤識率是與生物遺傳有關(guān)的父母與子女，兄弟姐妹之間，他們的DNA具有很高的相似性，導(dǎo)致誤識率的變大。但是，不考慮雙胞胎的情況下，由于任意兩個體DNA耦合的概率是極其小的，所以DNA指紋識別有著較高的準(zhǔn)確率。然而，對于同卵雙生的雙胞胎情況比較特殊。雙胞胎問題是影響DNA指紋誤識率的重要因素。同卵雙生的雙胞胎具有相同的的DNA序列，因為他們是由同一個受精卵復(fù)制和發(fā)育而成，除非發(fā)生基因突變，否則在目前的DNA指紋技術(shù)下，是不能將某一個體從他們中間識別出來的。

雙胞胎問題是影響DNA指紋誤識率的重要因素。同卵雙生的雙胞胎具有相同的的DNA序列，因為他們是由同一個受精卵復(fù)制和發(fā)育而成，除非發(fā)生基因突變，否則在目前的DNA指紋技術(shù)下，是不能將某一個體從他們中間識別出來的。

我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計，美國人口中雙胞胎的人口雙胞胎的人口占總?cè)丝诘?.324%[3]，另外，據(jù)估計在全球范圍內(nèi)，同卵雙生的概率是1：300。所以同卵雙生的雙胞胎的概率很大，這是一個DNA指紋識別無法解決的問題。

2.2 指紋識別與DNA指紋識別的關(guān)系

通過上述分析，我們認(rèn)為指紋識別與DNA指紋識別可以構(gòu)成互補關(guān)系，增加生物識別的準(zhǔn)確度。例如，指紋識別能識別同卵雙生的雙胞胎。指紋的最終形態(tài)表現(xiàn)出多基因、多因素的累加效應(yīng) 。這種累加效應(yīng)是指紋個體差異性的重要來源。前人有過對400對孿生子指紋的研究，發(fā)現(xiàn)他們的指紋雖在紋型上有相似性（46.04 %） ，但具體形態(tài)卻互不相同。因此，比較起來，DNA的穩(wěn)定性更強，而指紋的個體差異性更高。

2.3 指紋誤識率和DNA指紋誤識率的比較分析

為了突出比較，我們在這里直接應(yīng)用前人的研究成果，1985年Jeffereys發(fā)明了 DNA技術(shù)， 并成功地完成移民案件的父權(quán)鑒定問題。其鑒定結(jié)論出錯的概率是，可以說DNA指紋鑒定結(jié)論的準(zhǔn)確率幾乎為100%[5]。與指紋識別的出錯率相比而言，DNA指紋誤識率具有更高的準(zhǔn)確率。另外，DNA技術(shù)所需材料來源廣泛、量微、易于獲得，可以彌補指紋識別的不足。

3 結(jié)語

我們對指紋識別和DNA識別中產(chǎn)生的誤識率進行比較，得出了指紋識別和DNA識別具有很強的互補性，從而可以根據(jù)實際要求，選擇合適的技術(shù)或者兩者結(jié)合使用。對普通門禁系統(tǒng)和同卵雙胞胎的個體的識別，宜采用指紋識別的方法，宜采用指紋識別。而對于法庭等場合宜采用DNA識別或兩者結(jié)合，尤其是在當(dāng)犯罪現(xiàn)場沒有指紋或者指紋殘缺、不清晰時結(jié)合使用，可以來減小誤識率。

參考文獻

[1] Anil K. Jain， Ruud M. Bolle， Sharath Pankanti. Biometrics： Personal Identification in a Networked Society[M].New York：Springer.1999.

[2] Geoffrey Stewart Morrison. The Place of Forensic Voice Comparison in the Ongoing Paradigm Shift[C].Conference Thesis of the 2nd International Conference on Evidence Law and Forensic Science，2009.

[3] 郭少波，付雪峰，田保中，等.指紋鑒定科學(xué)性困境淺析[J].河北公安警察職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2012，12（2）：16-19.