手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移技術鑒別文書上偽造紅印油指印

秦 旗，吳 浩，李孝君，王子政，呂昱帆，余夢娜,2，胡文鋒，劉 寰

（1.公安部鑒定中心，北京 100038；2.湖北警官學院，武漢 430034）

指紋檢驗技術在法庭科學領域的應用已有一百多年的歷史，指紋因具有唯一性和穩(wěn)定性，一直作為刑事案件偵破的重要技術手段之一[1-2]。當前，隨著技術的快速更新，特別是3D打印技術和電子印章技術的飛速發(fā)展，利用指紋犯罪的新形態(tài)也不斷出現(xiàn)，最具代表性和急需鑒別的便是偽造指印[3-4]。近年來，偽造指印逐漸出現(xiàn)在詐騙等刑事案件和民事經(jīng)濟糾紛案件中[5-7]，例如利用他人的真實指印制作指紋印章或指紋印膜，在偽造的文書上偽造指印來謀取非法利益。這是犯罪手段科技化、犯罪水平高智商化的具體體現(xiàn)，對刑事技術工作提出了嚴峻挑戰(zhàn)。

早在2001年，Geller等[8]對152名法庭科學專業(yè)人員進行調(diào)研，結(jié)果顯示85%的人知道偽造指印存在可能性，而且57%的人表示偽造指印帶來一定威脅性，45%的人承認他們無法區(qū)分真實指印和偽造指印。在2014年，Champod和Espinoza[9]研究了偽造指印帶來的風險，結(jié)果發(fā)現(xiàn)約53%的專業(yè)人員將偽造的指印誤認為是真實的，約45%的專業(yè)人員將真實指印誤認為是偽造的。故研究偽造指印的鑒別方法，提高偽造指印鑒別能力迫在眉睫。

當前偽造指印鑒別的研究主要集中在兩方面：一是傳統(tǒng)的形態(tài)學比對方法研究，利用先進的儀器設備，觀察分析真?zhèn)沃赣〉耐庥^形態(tài)，尋找積墨特征、漏白特征、邊緣特征、細節(jié)特征和變異特征等各方面的差異點，來作為鑒別依據(jù)；二是深度學習識別方法研究，主要通過深度學習方法處理指紋圖像，提高方法模型的計算速度和精度，實現(xiàn)真實指印和偽造指印的區(qū)分[10-12]。總體來看，當前仍然缺少科學有效和成熟穩(wěn)定的鑒別指印真?zhèn)蔚臋z驗方法，特別是文書上真?zhèn)渭t印油指印的鑒別方法更是少之又少。本文基于手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移技術，設計了一種文書上真實和偽造紅印油指印的鑒別方法，并通過實驗驗證其科學性和有效性，為文書上真?zhèn)渭t印油指印的鑒別提供新的思路。

1 原理

筆者認為，真實紅印油指印和偽造紅印油指印的形成過程決定了其物質(zhì)成分有本質(zhì)差別。如圖1所示，真實紅印油指印形成過程中，粘有紅印油的手指，在力的作用下接觸到承痕體表面并離開，遺留的指印物質(zhì)主要是印油物質(zhì)和手指分泌的手印物質(zhì)（主要為汗液成分），且手印物質(zhì)分布在印油物質(zhì)的上面；而偽造紅印油指印形成過程中，粘有紅印油的指紋印章，在力的作用下接觸到承痕體表面并離開，遺留的指印物質(zhì)僅有印油物質(zhì)，而沒有手印物質(zhì)。通過手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的技術，檢測到紅印油指印表層手印物質(zhì)的存在，即可證明該紅印油指印為真實手指捺印形成。

圖1 真實紅印油指印和偽造紅印油指印物質(zhì)成分分布示意圖Fig.1 Schematic for componential distribution of genuine and fake fingerprints

手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移技術是指將手印的遺留物質(zhì)轉(zhuǎn)移至其他介質(zhì)上，通過對介質(zhì)上的手印成分進行處理，來反映出原承痕客體表面的手印紋線特征分布情況。

膠帶提取粉末刷顯后的手印和手印提取膠片的使用均是這個原理。筆者認為，利用手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的技術，結(jié)合手印顯現(xiàn)方法可實現(xiàn)真?zhèn)渭t印油指印鑒別，如圖2所示，真實紅印油指印最外層表面上的手印物質(zhì)在壓力作用下，轉(zhuǎn)移至介質(zhì)上，然后采用手印顯現(xiàn)方法對介質(zhì)進行處理，以顯現(xiàn)前后手印物質(zhì)的特定變化來證明汗液成分的存在。相反，偽造紅印油指印經(jīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)移后進行手印顯現(xiàn)處理，處理前后無明顯特定變化，證明無汗液成分，從而實現(xiàn)真?zhèn)渭t印油指印的有效鑒別。

圖2 真實紅印油指印和偽造紅印油指印鑒別原理示意圖Fig.2 Schematic for identification principle about genuine and fake fingerprints

眾所周知，茚三酮手印顯現(xiàn)方法是針對滲透性客體上潛手?。ㄌ貏e是紙張上的手?。┑闹匾@現(xiàn)方法之一，其原理是茚三酮能與手印物質(zhì)中氨基酸分子或氨基酸化合物發(fā)生化學反應生成赫魯曼紫。即客體上的潛手印經(jīng)茚三酮顯現(xiàn)液處理后，手印遺留物質(zhì)中氨基酸物質(zhì)和蛋白質(zhì)物質(zhì)會逐漸變?yōu)樽仙?，從而使紋線與背景形成顏色反差，實現(xiàn)手印顯現(xiàn)。本文選取茚三酮顯現(xiàn)手印的方法，對物質(zhì)轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)進行顯現(xiàn)處理，通過觀察是否有赫魯曼紫物質(zhì)生成來判斷汗液物質(zhì)是否存在，從而鑒別真?zhèn)渭t印油指印。

2 材料與方法

2.1 材料與儀器

紅印油印臺（棋星牌QX-302印臺）、指紋印章（自制）、轉(zhuǎn)移介質(zhì)（木漿紙）、轉(zhuǎn)移工作液（含乙醇溶液）、茚三酮顯現(xiàn)液（自制）、A4紙、佳能5D mark Ⅱ單反相機等。

2.2 紅印油指印樣本制作

選取A4紙張為實驗樣本客體，模擬文書上紅印油手印捺印過程，選擇同一款紅印油印臺，制作真實紅印油指印和偽造紅印油指印，所有真實紅印油指印和偽造紅印油指印的遺留條件和環(huán)境均相同。

2.2.1 真實紅印油指印制作

志愿者雙手不作任何處理，模擬真實捺印紅印油手印，接觸印臺紅印油后直接捺印指印至A4紙上，自然存放相應時間。

2.2.2 偽造紅印油指印制作

用指紋印章接觸印臺紅印油后直接捺印指印至A4紙上，自然存放相應時間。

2.3 實驗方法

采用控制變量法，保證遺留時間、溫濕度等外界條件均相同的情況下，對真?zhèn)渭t印油指印進行比較分析，具體步驟如下：

2.3.1 手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式一）鑒別方法步驟

1）將制作好的真實和偽造紅印油指印樣本（遺留時間為1 d）客體置于操作臺上。

2）將經(jīng)茚三酮顯現(xiàn)液浸泡過的轉(zhuǎn)移介質(zhì)置于指印樣本表面上，保持一定壓力作用下充分接觸20 min。

3）對轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)進行蒸顯處理，并觀察介質(zhì)上指印位置區(qū)域是否有赫魯曼紫物質(zhì)生成。

2.3.2 手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法步驟

1）將制作好的真實和偽造紅印油指印樣本（遺留時間為1 d）客體置于操作臺上。

2）將轉(zhuǎn)移工作液浸泡后的介質(zhì)置于指印樣本客體表面上，在一定壓力作用下充分接觸20 min。

3）對轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)進行茚三酮顯現(xiàn)液浸泡，晾干后進行蒸顯處理，觀察指印位置區(qū)域是否有赫魯曼紫物質(zhì)生成。

2.3.3 不同遺留時間指印的鑒別方法步驟

1）將制作好的不同遺留時間（2、7、15、30 d）的真實和偽造紅印油指印樣本置于操作臺上。

2）采用模式二鑒別方法，即將轉(zhuǎn)移工作液浸泡后的介質(zhì)置于指印樣本客體表面上，均在一定壓力作用下充分接觸20 min。

3）對轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)進行茚三酮顯現(xiàn)液浸泡，晾干后進行蒸顯處理，觀察指印位置區(qū)域是否有赫魯曼紫物質(zhì)生成。

3 結(jié)果與討論

3.1 手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式一）鑒別方法研究

如圖3所示，遺留時間1 d的同一狀態(tài)下的真實紅印油指?。ㄒ妶D3A）和偽造紅印油指?。ㄒ妶D3a），使用茚三酮顯現(xiàn)液浸泡后的轉(zhuǎn)移介質(zhì)進行物質(zhì)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移完成后，真實指印樣本（見圖3B）和偽造指印樣本（見圖3b），其客體外觀形態(tài)并未發(fā)生明顯變化，且A4紙張上的指印紋線清晰、未受到明顯破壞。轉(zhuǎn)移后介質(zhì)上真實指?。ㄒ妶D3C）和偽造指?。ㄒ妶D3c）可觀察到指印輪廓，但無法觀察到紋線，介質(zhì)經(jīng)蒸顯處理后，真實指印位置處有赫魯曼紫物質(zhì)生成（見圖3D），且相比蒸顯處理前顏色明顯變紫加深，指印部分區(qū)域有明顯的紫色紋線顯出，而偽造指印位置處無赫魯曼紫物質(zhì)生成（見圖3d），且相比蒸顯處理前并無變化。對蒸顯處理的介質(zhì)上真?zhèn)渭t印油指印照片（見圖3D和圖3d），經(jīng)Photoshop軟件放大和曲線功能調(diào)整后，可以清晰看到顯現(xiàn)處理后的介質(zhì)上真實指?。ㄒ妶D3E）的紫色和原紅色印油顏色對比明顯，而介質(zhì)上偽造指?。ㄒ妶D3e）并無紫色物質(zhì)生成。

圖3 真?zhèn)渭t印油指印鑒別方法（模式一）效果圖（A/a：轉(zhuǎn)移前的真實/偽造指??；B/b：轉(zhuǎn)移后的真實/偽造指??；C/c：轉(zhuǎn)移后介質(zhì)上真實/偽造指印；D/d：顯現(xiàn)后的介質(zhì)上的真實/偽造指?。籈/e：Photoshop處理的顯現(xiàn)后介質(zhì)上真實/偽造指?。〧ig.3 Effect of identification (mode 1) with genuine and fake fingerprints (A/a: genuine/fake fingerprint before transfer; B/b: genuine/fake fingerprint after transfer; C/c: genuine/fake fingerprint on the transferred medium; D/d: genuine/fake fingerprint on the developed medium; E/d:Photoshop-processed genuine/fake fingerprint on the developed medium)

對比分析圖3E和圖3e，轉(zhuǎn)移介質(zhì)上真實指印的位置區(qū)域相比蒸顯處理前，原先紋線不清楚的區(qū)域紋線變得清晰且紋線紫色加深，進一步證明該位置處有汗液物質(zhì)成分，從而證明通過手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移方法，成功地將真實紅印油指印中的汗液物質(zhì)轉(zhuǎn)移至介質(zhì)上，相反偽造紅印油指印對應的轉(zhuǎn)移介質(zhì)處理前后，無赫魯曼紫物質(zhì)生成且蒸顯處理前后并未有明顯變化，證明偽造指印并無汗液成分。

通過以上實驗結(jié)果分析：

1）真?zhèn)渭t印油指印形成過程：粘有紅印油的真實手指在接觸客體表面時，紅印油優(yōu)先遺留至客體上，同時，手指分泌的汗液物質(zhì)附著在紅印油物質(zhì)表面，從而形成真實的紅印油指印；而偽造指印通常情況下是由指紋印章本身接觸紅印油物質(zhì)后，直接捺印至客體表面，故一般情況下偽造指印并沒有汗液物質(zhì)成分。

2）手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程：經(jīng)茚三酮顯現(xiàn)液浸泡后的介質(zhì)直接接觸紅印油指印后，通過力的作用方式，使真實紅印油指印表面上的極少量印油物質(zhì)和手印汗液物質(zhì)均轉(zhuǎn)移至介質(zhì)上，而偽造指印只有紅印油物質(zhì)，故轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)上僅有極少量印油物質(zhì)。

3）轉(zhuǎn)移介質(zhì)顯現(xiàn)處理過程：在轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)上真實指印位置區(qū)域，由于存在轉(zhuǎn)移過來的汗液物質(zhì)，能夠與茚三酮發(fā)生顯色反應，當進行蒸顯處理后相應位置處會出現(xiàn)赫魯曼紫物質(zhì)生成，而偽造指印無汗液物質(zhì)，當進行蒸顯處理后相應位置處并無變化。

3.2 手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法研究

鑒于茚三酮顯現(xiàn)處理的轉(zhuǎn)移介質(zhì)在轉(zhuǎn)移過程中，會對紙張有輕微的化學污染作用，筆者自制了一種轉(zhuǎn)移工作液，可最大限度實現(xiàn)汗液物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，同時減少對原紅色指印印油物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，并減少對紙張客體本身的污染。

按照手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法進行處理，先用轉(zhuǎn)移工作液處理后的介質(zhì)實現(xiàn)手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移，然后再針對轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)使用茚三酮顯現(xiàn)方法處理，從而對真?zhèn)渭t印油指印進行鑒別。

如圖4所示，遺留時間1 d的同一狀態(tài)下的真實紅印油指?。ㄒ妶D4A）和偽造紅印油指?。ㄒ妶D4a）樣本，經(jīng)轉(zhuǎn)移工作液處理的介質(zhì)進行轉(zhuǎn)移后，真實指印樣本（見圖4B）和偽造指印樣本（見圖4b）的外觀形態(tài)相比轉(zhuǎn)移之前并未發(fā)生變化，且A4紙張上的指印紋線清晰、未受到破壞；轉(zhuǎn)移后介質(zhì)上相應位置基本無法觀察到手印輪廓，更無法觀察到手印紋線（見圖4C、4c），紅色印油物質(zhì)基本沒轉(zhuǎn)移過來；將介質(zhì)經(jīng)茚三酮顯現(xiàn)液浸泡和蒸顯處理后，介質(zhì)上真實指印位置處有赫魯曼紫物質(zhì)生成（見圖4D），且相比茚三酮顯現(xiàn)處理前部分區(qū)域顏色明顯變紫加深，由于紅色印油物質(zhì)轉(zhuǎn)移得特別少，導致介質(zhì)上紫色的顏色反差明顯增大，而偽造指印位置處無赫魯曼紫物質(zhì)生成（見圖4d），且相比顯現(xiàn)處理前并無顏色變化。經(jīng)Photoshop軟件放大和曲線功能調(diào)整后，可以清晰看到顯現(xiàn)處理的介質(zhì)上真實指印（見圖4E）的紫色和原紅色印油顏色對比明顯，而介質(zhì)上偽造指?。ㄒ妶D4e）并無紫色物質(zhì)生成且前后并無變化。

對比分析圖4E和圖4e，轉(zhuǎn)移介質(zhì)上真實指印的位置區(qū)域，相比茚三酮顯現(xiàn)處理前，原先紋線不清楚的區(qū)域紋線變得清晰且紋線紫色加深，顯現(xiàn)前后顏色反差明顯增大，而偽造紅印油指印對應的轉(zhuǎn)移介質(zhì)顯現(xiàn)處理后，并無赫魯曼紫物質(zhì)生成且與顯現(xiàn)處理前相比并無任何變化。結(jié)果表明采用轉(zhuǎn)移工作液可成功實現(xiàn)真實紅印油指印的手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移，同時手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法也得到有效驗證。

圖4 真?zhèn)渭t印油指印鑒別方法（模式二）效果圖（A/a：轉(zhuǎn)移前的真實/偽造指??；B/b：轉(zhuǎn)移后的真實/偽造指??；C/c：轉(zhuǎn)移后的介質(zhì)上真實/偽造指?。籇/d：顯現(xiàn)后的介質(zhì)上真實/偽造指?。籈/e：Photoshop處理的顯現(xiàn)后介質(zhì)上真實/偽造指?。〧ig.4 Effect of identification (mode 2) with genuine and fake fingerprint (A/a: genuine/fake fingerprint before transfer; B/b: genuine/fake fingerprint after transfer; C/c: genuine/fake fingerprint on the transferred medium; D/d: genuine/fake fingerprint on the developed medium; E/d:Photoshop-processed genuine/fake fingerprint on the developed medium)

手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法，與模式一方法最主要的差別是轉(zhuǎn)移工作液的使用，其顯現(xiàn)處理的效果要更優(yōu)于模式一鑒別方法，一是顯現(xiàn)后赫魯曼紫物質(zhì)的顏色更加明顯且顏色反差增大，模式二中轉(zhuǎn)移工作液的使用，使手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的相對含量較多，同時紅印油物質(zhì)成分轉(zhuǎn)移得特別少，致使介質(zhì)上紅印油成分少，特別是在顯現(xiàn)處理前后顏色對比極為明顯；二是轉(zhuǎn)移工作液對指印及樣本無損壞，轉(zhuǎn)移工作液對手印汗液物質(zhì)溶解性好，對印油物質(zhì)溶解性差，未破壞指印紋線，未損壞指印客體表面，且對樣本紙張的外觀形態(tài)無影響。

3.3 不同遺留時間真?zhèn)渭t印油指印的鑒別方法研究

為進一步驗證本文所用鑒別方法的科學性和有效性，筆者設計遺留時間分別為2、7、15、30 d的真?zhèn)渭t印油指印的鑒別實驗，均采用轉(zhuǎn)移工作液處理的手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移（模式二）鑒別方法進行比較研究。結(jié)果如表1所示，各遺留時間的真?zhèn)渭t印油指印均得到有效鑒別。

表1中A行圖為不同遺留時間下真（左）偽（右）紅印油指印樣本照片，隨著遺留時間的變化，紅印油指印并未發(fā)生明顯變化。B行圖為不同遺留時間的真?zhèn)渭t印油指印經(jīng)手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移方法轉(zhuǎn)移后的照片，其樣本指印與轉(zhuǎn)移前相比，指印紋線未破壞，指印客體表面未損壞，且樣本紙張材質(zhì)也未發(fā)生變化。C行圖為經(jīng)轉(zhuǎn)移工作液轉(zhuǎn)移后，在介質(zhì)上的真?zhèn)渭t印油指印對比照片，均只能看到輕微的指印輪廓，幾乎觀察不到紅印油物質(zhì)。D行圖是經(jīng)茚三酮顯現(xiàn)液顯現(xiàn)處理后，在介質(zhì)上的真?zhèn)渭t印油指印對比照片，明顯可看出，介質(zhì)上的真實紅印油指印均有赫魯曼紫物質(zhì)生成，而偽造紅印油指印均無顏色變化。E行圖為茚三酮顯現(xiàn)處理的介質(zhì)上真?zhèn)渭t印油指印照片經(jīng)Photoshop軟件放大和曲線功能調(diào)整后的照片，在介質(zhì)上真實紅印油指印的位置處均有赫魯曼紫物質(zhì)生成，且相比顯現(xiàn)前的指印有明顯反差，部分不清晰區(qū)域紋線變紫色且清晰可見，而偽造紅印油指印均無赫魯曼紫物質(zhì)生成，且顯現(xiàn)前后指印無變化。

表1 不同遺留時間真?zhèn)渭t印油指印鑒別方法效果Table 1 Effect of developing the genuine and fake fingerprints retained for different durations of time

以上實驗結(jié)果表明，基于手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法可實現(xiàn)遺留時間為2、7、15、30 d真?zhèn)渭t印油指印有效鑒別，其中真實紅印油指印存在手印物質(zhì)（主要為汗液物質(zhì)），而偽造指印無手印物質(zhì)，當轉(zhuǎn)移至介質(zhì)上的指印經(jīng)顯現(xiàn)方法處理后，其中真實指印位置處有紫色赫魯曼紫物質(zhì)生成的顯現(xiàn)變化，而偽造指印位置處無紫色赫魯曼紫物質(zhì)生成的顯現(xiàn)變化。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，本文成功驗證了真?zhèn)渭t印油指印的物質(zhì)成分存在差異，即真實紅印油指印含有手印物質(zhì)（主要為汗液），偽造紅印油指印無手印物質(zhì)；首次提出一種基于手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移技術鑒別文書上偽造紅印油指印的方法，并得到有效驗證。該方法是采用手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的技術，成功將真實紅印油指印表面的手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移至介質(zhì)上，并經(jīng)手印顯現(xiàn)方法處理，通過觀察顯現(xiàn)前后的變化，來證明手印物質(zhì)存在，從而鑒別出真?zhèn)渭t印油指印。此外，實驗結(jié)果表明：

1）手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移模式二和模式一，均可在介質(zhì)上顯現(xiàn)出赫魯曼紫物質(zhì)，且模式二的顯現(xiàn)處理效果要更優(yōu)于模式一的處理效果，同時對指印及樣本客體無損壞。

2）采用手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法可成功實現(xiàn)遺留時間分別為1、2、7、15、30 d的真?zhèn)渭t印油指印的有效鑒別。

鑒于以上研究成果，筆者將進一步優(yōu)化基于手印物質(zhì)轉(zhuǎn)移技術鑒別文書上真?zhèn)渭t印油指印的方法，將分別從轉(zhuǎn)移過程、轉(zhuǎn)移介質(zhì)、轉(zhuǎn)移工作液、其他手印顯現(xiàn)方法以及提高顯現(xiàn)靈敏度等方面進行細化研究，同時對復雜的、疑難的應用場景開展攻關，不斷提高文書上真?zhèn)渭t印油指印的鑒別能力，解決真?zhèn)渭t印油指印的鑒別難題。