Совпадают ли отпечатки пальцев на руках и ногах

Обновлено: 02.07.2024

Вопрос на засыпку: можно ли найти отпечатки пальцев на старой газете? А на ткани? Или еще пример: преступник залепил глазок квартиры жевательной резинкой. Смогут ли эксперты "взять" след пальца?

Сейчас правильный ответ таков: проблема решаема. Но для этого нужна новейшая аппаратура. Она стоит дорого, но, как уверяют специалисты, того стоит. На подобные чудеса способен комплекс DCS 4, это автоматизированная система для обнаружения, исследования, регистрации и обработки скрытых следов пальцев рук на различных поверхностях. На взгляд дилетанта, чем-то этот аппарат напоминает микроскоп, подключенный к компьютеру. Как рассказывают специалисты, он имеет источники криминалистического света.

Программные модули позволяют подобрать оптимальную комбинацию освещения и фильтров для каждого конкретного случая, они же могут устранить фон, на котором расположен след. Это может быть текст на газете, графические узоры и тому подобное.

- Взять, допустим, след на банкноте (эксперты не говорят "отпечатки пальцев", правильный термин - следы пальцев рук), в обычной системе он непригоден, - рассказывает "РГ" один из экспертов-криминалистов, попросивший не называть его имени. - А данная аппаратура позволяет решить эту задачу, использовать различные комбинации фильтров и криминалистических источников света.

Во время исследования вещдок лежит под объективом, а эксперт смотрит на монитор компьютера и работает. Простыми щелчками мыши тайное вдруг становится явным. Криминалист выявляет след и тут же помещает его в базу данных.

Дальше идет автоматическая идентификация. Если в базе уже есть подобный отпечаток, одно дело. Если нет, теперь будет.

Но следы на фольге, газете, ткани, банкнотах - это все-таки обычные следы, которые до того было трудно рассмотреть и найти. Электроника позволяет решать задачи и посложней. Как известно, преступники нередко закрывают дверные глазки жвачкой. До недавних пор это был хороший способ спрятаться от лишних глаз, например, соседей по лестничной площадке, когда грабишь чью-то квартиру. Теперь есть риск погореть на этой жвачке. Хотя дело, конечно, не простое: там остается объемный след. До сих пор эксперты разводили руками. Сейчас есть способы фотографирования, чтобы объемный след сделать плоским, своего рода 3D наоборот. А уже потом отпечаток можно идентифицировать.

Подобная аппаратура внедряется во всем мире, где правоохранители стараются идти в ногу со временем. Например, в Британии, как рассказывают эксперты, недавно раскрыли дело 15-летней давности. Все это время там хранился вещдок с трудным следом. Раньше технические возможности не позволяли его прочитать. Но вот появились новые технологии, и эксперты увидели, что хотели. В итоге преступник был разоблачен. Примечательно, что его не пришлось даже искать - он уже сидел в тюрьме, так как попался на другом преступлении.

Важно, что программный продукт позволяет отследить, вносились ли графические изменения в картинку. Понятно, что современный фотошоп позволяет нарисовать что угодно. Но такое "доказательство" суд не примет. Если кто-то дорисовал лишнюю линию (чтобы, допустим, как бы "подогнать" доказательства под имеющегося подозреваемого), то программа покажет затемненную зону.

- Как результат система позволяет получить след, который можно поместить в базу данных, - говорит собеседник "РГ". - Эта система используется во всем мире. Она нужна криминалисту.

По словам специалистов, основная проблема криминалистики - недостаточное финансирование. За деньги, потраченные на криминалистику, можно купить, допустим, машину представительского класса. Не секрет, что многие высокие руководители так и думают, мол, зачем тратить деньги на какой-то дорогой прибор? Лучше купить золотую мебель на казенную дачу или иномарку класса люкс, чтобы успевать на совещания. Изжить такой взгляд на вещи пока трудно.

Но, говорят криминалисты, эффект от раскрытия преступлений с помощью новейшей аппаратуры многократно перекрывает стоимость оборудования. Так что Следственный комитет, по словам источников "РГ", идет по правильному направлению, максимально оснащается самыми современными средствами.

Еще одна технология - портативные камеры для изучения вещественных доказательств. Они используют цианокрилат - ядовитый аэрозоль, который позволяет обнаружить следы даже в труднодоступных местах. Он применяется давно. Но раньше для его применения создавались стационарные камеры. В них помещали вещдоки и окуривали. Поскольку аэрозоль ядовит, использовать его надо осторожно.

Теперь появилась новая возможность - проводить и выездные исследования. Новое оборудование SUPERfume позволяет превратить в цианокрилатовую камеру любое помещение. Допустим, квартиру. Надо закрыть все щели, создать замкнутное пространство и установить аппаратуру. Она управляется дистанционно. После окуривания помещения включаются фильтры. Очистка занимает два часа, затем эксперты могут входить в помещение без масок.

Другой вариант - закрыть нужную вещь специальным тентом. Может быть и большой объем, например, машина на месте происшествия. Вокруг нее ставится палатка, авто окуривается. Достаточно открыть дверь машины, чтобы пары аэрозоля проникли везде и поверхность была обработана. Так что можно выявить следы пальцев рук на всей поверхности автомобиля.

Опыт применения DCS4 и SUPERfume в практике экспертно-криминалистических подразделений многих зарубежных стран доказал его эффективность при поиске, обнаружении и идентификационном исследовании следов пальцев рук на местах происшествий и в лабораторных условиях при раскрытии и расследовании большого числа преступлений.

- Многие специалисты уверены, что будущее внедрение в практику такого оборудования внесет важный вклад в профилактику, раскрытие и расследование многих тяжких и особо тяжких преступлений, - говорит собеседник "РГ".

Важность аппаратуры, которая выявляет невидимые глазу улики преступления, показывают даже несколько примеров по расследованию громких дел - убийства детей. Благодаря созданию генотипического банка данных в Следственном комитете раскрыто 14 изнасилований малолетних мальчиков и девочек в Санкт-Петербурге, совершенных за восемь лет с начала двухтысячных.

В базу данных были введены генотипы более 200 человек. Затем круг подозреваемых сузился до 43 человек, схожих по возрасту и описываемой потерпевшими внешности. В итоге насильника нашли по результатам экспертизы слюны - генотип совпал с формулой ДНК спермы, обнаруженной в жертвах.

Таким же методом выявили другого педофила, который за три года изнасиловал восемнадцать мальчиков и девочек в возрасте от 8 до 14 лет. Его вину доказала молекулярно-генетическая экспертиза на современной аппаратуре.

Бороздки на подушечках пальцев имеются не только у людей. Но и, например, у человекообразных обезьян. Правда, у приматов пальцы украшены параллельными линиями, поэтому опознать орангутанга или гориллу по отпечаткам пальцев вряд ли удастся – узоры практически одинаковы. А вот отпечатки пальцев коал очень похожи на человеческие. Даже опытные эксперты подчас не могут с первого взгляда распознать, чей отпечаток перед ними: человеческий или медвежий.

Зачем нужны отпечатки пальцев? Первоначально учёные предполагали, что бороздки на коже помогают нам крепче удерживать предметы в руках, создавая подобно протектору на автомобильных шинах хорошее сцепление между рукой и зажатой в ней вещью. Однако впоследствии эту теорию отвергли. Серия экспериментов показала, что, если бы подушечки наших пальцев были абсолютно гладкими, захват был бы сильнее.

И тогда учёные создали новую теорию о предназначении папиллярных узоров, которая полностью подтвердилась. Оказывается, линии и завитки на пальцах улучшают осязание. Когда мы проводим пальцем по поверхности, узоры создают особые вибрации, которые помогают лучше ощущать текстуру предмета. А круги и завитки, созданные из бороздок, приводят к тому, что часть линий на пальцах всегда будет параллельна поверхности предмета при соприкосновении с ним. Такая структура отпечатков усиливает осязательные способности.

Почему они разные

Отпечатки пальцев формируются ещё до рождения, примерно на 9–10‑й неделе внутриутробного развития. Рисунок на пальцах определяется ДНК, однако на него влияют не только гены. Ведь у однояйцевых близнецов отпечатки пальцев хоть и похожи, но всё же уникальны. Учёные полагают, что на формирование узора влияет положение эмбриона, его артериальное давление, скорость развития и некоторые другие факторы, которые просто не могут совпасть у разных людей. Именно поэтому каждый из нас обладает неповторимым рисунком на подушечках пальцев. Впрочем, действительно ли неповторимым? Ведь исключить теоретическую возможность наличия людей с одинаковыми отпечатками нельзя. Математики подсчитали, что вероятность такого совпадения имеется, однако она ничтожно мала и составляет примерно 1 шанс на 64 миллиона. Этим успешно пользуются криминалисты, ведь отпечатки пальцев помогают идентифицировать личность преступников.

Стереть личность

Идею об уникальности отпечатков пальцев выдвинул англичанин Уильям Гершель в 1877 году. Он служил в британской администрации в Индии (в ту пору Индия была колонией Великобритании), и по долгу службы ему приходилось иметь дело с договорами, на которые индусы вместо подписи ставили отпечаток пальца. Тогда Уильям заметил, что отпечатки всегда отличаются друг от друга. И это сослужило Гершелю неплохую службу. Индийские солдаты нередко жульничали: для европейского глаза лица индусов очень похожи, да и их имена частенько повторялись, поэтому наёмники приходили за жалованьем несколько раз подряд, утверждая, что денег они не получали. После того как Гершель заставил солдат ставить отпечаток пальца в ведомости на получение жалованья, обману был положен конец.

А уже в начале ХХ века британская полиция начала проводить дактилоскопию для опознания преступников. С тех пор у криминальных личностей настали тяжёлые времена, ведь отпечатки пальцев могли выдать их в любую минуту. Поэтому преступники, засветившие свои пальчики в полицейских картотеках, всеми силами старались избавиться от узоров на подушечках пальцев.

Известны случаи, когда кожу на пальцах просто срезали. Однако выяснилось, что после заживления ран на пальцах появляются точно такие же отпечатки, что и раньше.

Известный в 30‑х годах ХХ века американский гангстер Джон Диллинджер, чтобы скрыться от стражей закона, сделал себе пластическую операцию и попытался вытравить отпечатки пальцев кислотой. Но, когда полицейские застрелили Диллинджера, его личность окончательно установили именно по отпечаткам – кислота не растворила уникальные узоры.

Другой американский грабитель придумал ещё более экзотический способ обмануть полицию – он сделал операцию по пересадке кожи. Донором выступил он сам – кожа была взята с груди преступника и пересажена на подушечки пальцев. Однако даже это не помогло – спустя несколько месяцев кожа на пальцах обновилась и предательские линии проступили вновь! А способа обмануть дактилоскопическую экспертизу не существует и по сей день.

Привет, Geektimes! Наличие сканера отпечатков пальцев в смартфоне в последнее время для многих стало одним из главных факторов при выборе устройства для покупки. Хотя данный тип биометрической технологии безопасности отнюдь не новый, компактными и дешевыми сканеры отпечатков научились делать сравнительно недавно. Но задумывались ли вы о том, что происходит, когда вы подносите свой палец для разблокировки телефона? Мы вот решили разобраться и просим всех заинтересовавшихся под кат.

Если смотреть с точки зрения физиологии, отпечаток пальца — это определенный набор выступов с индивидуальными порами, которые разделены между собой впадинами. А поскольку он связан с тепловыми и электрическими характеристиками кожи, для получения его изображения можно использовать как тепло, так и свет, и электрическую емкость (или все вместе).

Существует целый ряд разновидностей сканеров отпечатков пальцев — некоторые применяются на секретных объектах (вместе с анализом походки и другими фишками, конечно же), другие уже вошли в жизнь владельцев современных смартфонов как нечто обыденное. Если обобщить, можно выделить три основные группы сканеров отпечатков:

Оптические
Полупроводниковые (кремниевые)
Ультразвуковые

Оптические сканеры

Они, как следует из названия, используют оптические методы получения изображения отпечатка. Этот метод является самым старым методом захвата отпечатков пальцев: фотография отпечатка обрабатывается при помощи специальных алгоритмов, которые обнаруживают уникальные гребни и выступы. Полученное изображение сравнивается с заложенными в системе, после чего пользователю отправляется положительный или отрицательный ответ. Оптические сканеры подразделяются на FTIR-сканеры, оптоволоконные, протяжные, роликовые, электрооптические и бесконтактные.

В сканерах FTIR используется эффект нарушенного полного внутреннего отражения (Frustrated Total Internal Reflection). В данном случае свет падает на границу раздела двух сред, после чего одна часть световой энергии отражается от границы, а вторая проникает через нее во вторую среду. Сколько энергии будет отражено, определяется углом падения: когда он достигает определенной величины, от границы раздела отражается вся световая энергия, что и называется полным внутренним отражением.

При контакте отпечатка пальца (более плотной среды) с менее плотной пучок света проходит через границу в точке полного внутреннего отражения. Так что будут отражены только те пучки света, попавшие в точки, к которым не приложен капиллярный узор поверхности пальца. Далее CCD или CMOS фиксирует итоговую световую картинку поверхности пальца.

Оптоволоконные сканеры работают несколько иначе. По сути мы имеем оптоволоконную матрицу, при этом каждое её волокно заканчивается фотоэлементом. Каждый фотоэлемент фиксирует остаточный свет, который прошёл через палец, в той точке, где отпечаток прикасается к поверхности сканера. Далее данные всех элементов агрегируются и на их основании получается изображение отпечатка пальца.

В электрооптических сканерах используется специальный полимер, в составе которого есть светоизлучающий слой. На нем отражается неоднородность электрического поля пальца у поверхности сканера, после чего высвечивается отпечаток пальца. Остальную работу проделывают фотодиоды, преобразующие все в цифровой вид. Протяжные сканеры — одни из самых интересных, поскольку в этом случае палец не прикладывается к поверхности сканера, как мы привыкли, а проводится по считывателю, который представляет собой узкую полоску. Принцип их работы во многом схож с FTIR-сканерами, о которых упоминалось ранее.

При использовании бесконтактных сканеров вам даже не придется контактировать с поверхностью сканирующего устройства. Палец прикладывается к специальному отверстию, его подсвечивают снизу несколько источников света, линза собирает информацию, затем данные проецируются на CMOS, где преобразуются в изображение отпечатка пальца.

Оптические сканеры довольно легко обмануть, поскольку они захватывают только 2D-изображение — в этом один из их главных недостатков. В наше время они уже отошли на второй план, тем не менее во многих сферах до сих пор используются. Но уж точно не на секретных объектах и не там, где серьезно заботятся о безопасности: для этого и придумали кремниевые (полупроводниковые) и ультразвуковые сканеры.

Кремниевые (полупроводниковые) сканеры

Основное отличие полупроводниковых сканеров от оптических в том, что в данном случае изображение получается с помощью свойств полупроводников, которые изменяются в местах контакта отпечатка пальца с поверхностью сканера. Полупроводниковые сканеры реализуют несколькими способами, но наиболее распространенный из них — емкостный.

В емкостных сканерах для получения изображения отпечатка применяется эффект изменения емкости p-n-перехода полупроводникового прибора, когда гребень узора отпечатка соприкасается с полупроводниковой матрицей. Одна из модификаций емкостного сканера — когда основным модулем для сканирования является конденсатор. То есть традиционное изображение отпечатка не создается: вместо этого сбор данных осуществляется с помощью массивов крошечных цепей конденсатора. Поскольку конденсаторы хранят электрический заряд, когда палец контактирует со сканером, заряд будет изменен там, где гребень прикасается к пластине. Там, где на узоре впадины, заряд останется практически неизменным.

Изменения заряда отслеживаются, тем самым захватываются данные об отпечатке. Затем они преобразуются в цифровые, после чего начинается поиск отличительных и уникальных атрибутов отпечатка — они сравниваются с сохраненными для сравнения отпечатками.

Емкостные сканеры сейчас нашли признание у производителей смартфонов за счет оптимального соотношения цены и качества. У них низкая себестоимость и высокая степень защиты от муляжей — обмануть, конечно, можно, но это будет не так просто. Первым смартфоном от Xiaomi со сканером отпечатков пальцев стал Redmi Note 3, он же используется в одной из новинок компании — Xiaomi Mi Max. Не отказывается от емкостного сканера и OnePlus в своём OnePlus 3.

Из полупроводниковых сканеров также активно используются чувствительные к давлению и термо-сканеры, но не в смартфонах. В первом случае изображение поверхности пальца получается при помощи давления, которое оказывают выступы папиллярного узора на элементы поверхности, однако защита от муляжей здесь довольно низкая. В термо-сканерах используется температурная карта поверхности пальца, которая и преобразуется в цифровое изображение. Подделать такой отпечаток гораздо сложнее.

Остальные виды полупроводниковых сканеров по сути представляют собой разновидность емкостных, протяжных или термо-сканеров.

Ультразвуковые сканеры

Еще несколько лет назад данный тип сканирования отпечатков пальцев был слишком дорогим, однако с развитием технологий он добрался и до смартфонов. Ультразвуковой тип характеризуется сканированием поверхности пальца при помощи ультразвуковых волн и измерения расстояния между источником волн и рельефом отпечатка по отраженному эху.

Ультразвуковой импульс передается на палец перед сканером — часть его поглощается, а другая часть возвращается к приемнику. После этого она распознается в зависимости от гребней, впадин и других уникальных элементов отпечатка. Чем дольше происходит сканирование, тем лучше распознаются дополнительные данные об отпечатке — в результате получаются подробные 3D-изображения.

На CES 2016 Qualcomm представила технологию Sense ID — усовершенствованный 3D-датчик сканера, который собирает намного больше индивидуальной информации. Ультразвук проникает через металлические поверхности, стекло и некоторые пластмассы и получает не двухмерную, а подробную трехмерную карту отпечатка пальца.

Qualcomm Sense ID — ультразвуковой сканер отпечатков

И что, это действительно безопасно?

Конечно, любой сканер отпечатков пальцев можно обмануть. Емкостные сканеры старого образца плохо воспринимали мокрые или холодные пальцы, в современных смартфонах (том же Redmi Pro) эта проблема уже практически решена и сканер срабатывает очень быстро. В определенном плане ультразвуковые сканеры безопаснее, но до рынка эта тенденция скорее всего доберется только через пару лет. Изготовить слепок пальца сложно, еще сложнее применить его для разблокировки современного смартфона.

Уязвимость сканеров отпечатков пальцев в первую очередь заключается в реализации технологии производителями смартфонов. Яркий пример — Samsung и HTC в своих смартфонах Galaxy S5 и One Max хранили изображения с отпечатками пальцев пользователей в общем разделе файловой системы. Это был простой незащищенный файл .bmp — другими словами, обычная картинка. Сейчас такое уже почти не встречается, поскольку производители используют либо специальный чип, либо отдельную область в чипсете для хранения информации об отпечатках: у Qualcomm это Snapdragon Mobile Security, у ARM — TrustZone, у Apple — Secure Enclave. TrustZone активно использует Huawei: технология анализирует отпечатки пальцев в отдельной операционной системе на выделенном виртуальном процессоре, куда не может добраться даже основная система. А значит, к сканам отпечатков пальцев не смогут получить доступ и сторонние приложения.

Очень интересно реализована область Secure Enclave у Apple. По сути это сопроцессор, который использует шифрованную память и включает в себя аппаратный генератор случайных чисел. При изготовлении каждый такой сопроцессор имеет свой уникальный идентификатор — он неизвестен ни другим компонентам системы, ни самой Apple (по крайней мере, так говорят в компании). Secure Enclave обрабатывает данные с датчика Touch ID: процессор не может прочитать информацию об отпечатке и сразу перенаправляет ее сопроцессору. Данные шифруются при помощи алгоритма AES.

Заметили, что iPhone просит пароль каждый раз после перезагрузки? Пароль является ключом для расшифровки отпечатков пальцев — он активируется при любых обстоятельствах, свидетельствующих о постороннем вмешательстве: добавление нового отпечатка, выключение смартфона, пять неверных попыток разблокировки и так далее. Кстати, в том числе поэтому кнопку с Touch ID нужно беречь — если она сломается и вы ее поменяете на неоригинальную, то сканер отпечатков ~~превратится в тыкву~~ работать не будет. А что вы хотели? Безопасность.

Тем не менее и у Apple все не так совершенно, правда здесь уже вину стоит переложить на разработчиков приложений. Если кто-то подсмотрит пароль владельца iPhone, он сможет разблокировать смартфон, добавить свой отпечаток, а затем авторизоваться во всех приложениях с Touch ID (мессенджерах, банковских и так далее), даже если их пароли отличны от системного. Начиная с iOS 9.0 разработчики могут устанавливать проверку (об этом недавно был пост на Geektimes) на появление новых отпечатков в момент запуска приложения, однако, многие, как правило, этой рекомендацией не пользуются.

Ну и что делать?

Ответ простой и очевидный — пользоваться! Сканеры отпечатков пальцев уже вошли в нашу жизнь как безопасная альтернатива запоминанию логинов и паролей, и владельцы смартфонов с соответствующей функциональностью что-то не жалуются. Взломать можно всё, однако, сейчас уровень безопасности сканеров действительно высокий, к тому же технология не стоит на месте и развивается — ультразвуковые сканеры в смартфонах тому подтверждение.

1. Xiaomi Mi Max 16GB ROM 4G Phablet за $169.99 по купону MIMAXS (до 31-го декабря)

2. OnePlus 3 4G Smartphone за $445.99 по купону GBOPlus (до 31-го декабря)

3. XiaoMi Mi5 5.15 inch 64GB 4G Smartphone за $356.99 по купону Mi5gb (до 31-го декабря)

4. LeTV Leeco Le Max 2 4G Phablet за $219.99 по купону LeTVGBS (до 31-го декабря)

5. Xiaomi Redmi Pro MIUI 8 4G Phablet за $255.99 по купону MIUI8 (до 31-го декабря)

Образец отпечатков пальцев у людей формируется в течение жизни плода (от 100 до 120 дней) в случайном процессе сморщивания первоначально полностью гладкой и выпуклой кожи кончиков пальцев. Даже у однояйцевых близнецов они разные. Однако есть связь между отпечатками пальцев родителей и их детьми. Высота ламелей на кончиках пальцев по отношению к бороздам составляет от 0,1 до 0,4 мм. С другой стороны, ширина обычно составляет от 0,2 до 0,7 мм. На внешней части планок есть потовые каналы.

Дактилоскопия (от греч. δάκτυλος — палец и σκοπέω — смотрю, наблюдаю) — способ опознания (идентификации) человека по следам пальцев рук (в том числе ладоней рук), основанный на неповторимости рисунка кожи. Широко применяется в криминалистике.

Петли, завихрения и дуги отпечатков пальцев

Внутри вышеупомянутых рисунков отпечатков пальцев различаются их подгруппы, такие как рисунок левой и правой петли, рисунок с левой и правой рукой, рисунок с несколькими зернами, рисунок с двумя петлями, рисунок арки, рисунок палатки и необычные рисунки, не подлежащие классической идентификации.

Польская дактилоскопическая классификационная система основана на четырех типах узоров: петля, вихрь, дуга и палатка. База данных находится вместе с дактилоскопическими картами в Центральном дактилоскопическом регистре .

Выявление отпечатков пальцев

Сам процесс выявления отпечатков пальцев на разных поверхностях может осуществляться разными методами. Это может быть достигнуто за счет физического раскрытия за счет использования мультиматричных порошков и аминокислотных реагентов ( нингидрин , DFO).

В настоящее время большую популярность приобретает методика термического раскрытия отпечатков пальцев, заключающаяся в кратковременном (до 20 секунд) нагревании поверхности температурой более 300 ° C.

А можно без отпечатков?

Три закона, сформулированные Фрэнсисом Гальтоном, гласят, что отпечатки пальцев уникальны , неизменны и нестираемы (правило 3N).

От отпечатков пальцев можно избавиться с помощью глубокой дермабразии – дерматологического лечения. Есть и люди без отпечатков пальцев.

В двух очень редких генетических состояниях кожи белок кератин 14 повреждается, что приводит к отсутствию отпечатков пальцев. Также эффект от приема противоракового препарата – капецитабина – это шелушение кожи на руках, в результате которого исчезают отпечатки пальцев.

Как описывают и как сравнивают отпечатки пальцев

Отпечатки пальцев описываются с помощью так называемого minutiae – характерные черты, такие как начало, конец, развилки, крючки и т. д. Взаимное расположение мелочей однозначно идентифицирует данного человека.

Чтобы распознать два отпечатка пальца как одинаковые, от нескольких до десятка общих черт (одни и те же мелочи появляются в одном месте).

Предполагается, что 12 общих черт достаточно для определения идентичности в некоторой степени, хотя некоторые менее частые или специфические для популяции мелочи уменьшают это число.

Количество общих признаков, требуемых законом или судебно-медицинскими процедурами для установления личности, варьируется от страны к стране, от 8–12 (Германия) до 17 (Франция).

Читайте также: