张智博，马巧梅

摘 要：大学生等级考试的考风考纪建设，以宝鸡考区的全国计算机等级考试为例，使用基于指纹识别技术的考试监督系统实现人为辅助监考，将指纹识别作为考生身份验证的唯一识别认证方式，对考生的替考行为起到了有效的监管作用，给考生人工身份识别带来很多便利，还可以对违法违纪考生和疑问考生进行拍照监管、指纹录入等取证工作，给全国计算机等级考试的考务管理工作带来了极大的帮助。文章对基于指纹的考生身份识别系统进行了分析。

关键词：指纹识别;考试系统;身份验证

1 基于指纹的考生身份识别系统介绍

全国计算机等级考试是国家级的重要考试，考试中考风考纪的严格监管是考试公平性的重要保障。近年来，社会上的不正之风严重干扰了考风考纪，违规违纪也日趋严重，当前考务管理工作的重中之重便是考风考纪的建设[1]。虽然全国各行各业的大型考试组织机构，想尽了一切办法阻止考生替考现象发生，确保真实考生身份信息的确认，但是仍然有极个别的考生会抓住一切可抓的机会，投机取巧、违规违法地进行替考，给等级考试和社会带来了非常不利的影响。各级考试管理中心，除了需要在考风考纪方面加强防范、管理，更需要在考生替考方面做出进一步的技术防范，即使用考生身份识别技术进行防范，因此，亟需一套考生身份验证的辅助设备[2]。

2 身份识别技术

现阶段，用于生物特征的身份验证技术有：虹膜、指纹（静脉）、掌纹、人脸等[3]。其中，应用最广泛且最可靠的是指纹（静脉）识别技术，对于该技术的应用需有以下4个阶段：对人体进行指纹纹路识别、提取人体的指纹纹路特征、将保存纹路信息于数据库以及人体指纹纹路比对。实现的过程是：首先，通过专有设备读取人体指纹的纹路，对读取到的图像进行清晰化处理。其次，指纹辨识软件提取指纹的特征数据，一般情况下，两个不同的指纹图像不会产生完全相同的特征数据。最后，通过计算机将两个指纹的特征数据进行比对，计算出其相似度，最终确定两个指纹是否匹配。

2.1 指纹认证的工作原理

指纹认证的工作原理：将现场采集的指纹与数据库中预先保存的指纹（以一定的压缩格式存储）进行比对，确定考生身份，指纹与考生姓名或其标识（ID，PIN）存在一一对应关系，方可确认其身份[4]。

与传统的人工处理方式不同的是，其他生物识别技术并不直接存储指纹的图像，而是在指纹图像上使用不同的数字化算法比对指纹的特征数据。考生的每个指纹都有独一无二、可测量的特征点，即特征数据，每个特征点都有大约5～7个特征。所以，10个手指便可产生最少4 900个独立可测量的特征，说明指纹纹路识别是一个非常可靠的身份鉴别方式。

指纹识别根据考生指纹的纹路、细节特征等信息对考生进行身份鉴定[5]，有益于各种应用场合的人员身份验证，成为目前生物特征点中应用最广泛、研究最深入、发展最成熟的身份识别技术。

2.2 指纹识别技术

指纹识别技术的原理是：每个人的指纹纹路、指纹交叉位置和指纹图案都不相同，而且这些不同的纹路信息会终身伴随一个人的一生，不会改变。所以，可以将指纹纹路作为一个人的唯一身份认证标志，将一个人与其指纹信息一一对应，以此验证身份的真伪，这就是指纹识别技术[6]，该识别技术结合了图像处理技术与模式识别技术。

2.3 指纹管理系统

数据库技术与计算机技术相结合的管理指纹信息的技术就是指纹管理，应用图形学、后台数据库、模式识别等技术，甚至有时还会用到密码安全技术或者嵌入式技术。指纹信息管理系统特别关注信息的安全性，比如生物识别技术等。指纹识别认证具有保密性与唯一性。

目前，相对于其他识别技术而言，应用广泛的指纹认证技术具有许多优点：（1）人体指纹纹路是特有的一种生物特征，指纹纹路的复杂图案完全可以区别开不同的两个人的身份，若需更准确地确定人体的身份信息，可采集多个指纹信息进行鉴定。（2）以方便、简捷的方式便可扫描指纹纹路，快速达到人体身份验证的效果。（3）必须以本人的指纹纹路作为采集指纹的唯一方式，防止人体身份的假冒和防伪。（4）直接接触扫描也是人体身份验证最可靠的实现方法。（5）指纹的采集装置可以更加微型化，以进一步降低其成本。

3 基于指纹的考生身份识别系统设计

宝鸡地区的考生身份认证与识别系统具有如下功能：采集考生的指纹信息、识别考生的指纹信息、将考生的指纹信息存储于数据库中、对比提取的指纹纹路，最终完成考生入考场前的身份识别认证、个人资料的核对与审查等工作，彻底完成对考生信息身份验证的全面管理。

3.1 采集考生的指纹信息

采集指纹是考生指纹识别系统的核心模块，主要负责采集指纹，使用的仪器有传感器设備、摄像设备、扫描仪等，通过提取特征信息的方式采集考生的指纹信息。主要方式如下：对指纹的取像与光电以及电流转换，还有其他的提取方式，比如图像预处理技术。最后，将采集到的考生指纹信息传输到考生指纹识别系统的后台数据库中进行对比。

3.2 识别考生的指纹信息

识别考生指纹信息的核心在于将数据源与被测指纹进行比对[7]，即两种指纹数据通过图像预处理后，进行匹配和比对，进一步判断其同源性，最终确定考生的真实身份。若考试指纹的纹路是同源手指，则考生身份真实，认证通过，否则是伪造身份，认证失败。一般情况下，有两种指纹匹配方式：第一，建立纹理模型，再识别与比对;第二，先通过节点信息的对比，再对考生的指纹脊线进行匹配。

3.3 对比考生的指纹信息

考生指纹识别系统中的后台数据库系统包括存储信息的数据表结构和编码结构，其中，数据表中的信息存储包括考生指纹的特征信息、基础信息和验证通过后的运行数据。考生指纹的基础信息包括考生的指纹信息和验证时候的运行参数;特征信息包括考生指纹中提取到的特征数据，该特征信息可以实现考生身份信息的对比和验证功能;运行数据指的是考生身份验证过后的信息的记录，便于考试管理人员在考试结束后进行考生身份信息的复查与其他管理和应用。

4 結语

目前，在各行各业的应用领域中，很多领域都已采用了指纹识别身份技术，跟其他身份验证技术对比，该技术对身份验证的准确率较高，采用的技术也比较成熟，最关键的是采用指纹识别技术实现身份识别的成本比较低。本文对考生采用指纹识别技术验证其身份的真伪，使得考生信息的监督和管理实现了智能化、信息化，在考务管理工作中，大大提高了考生身份信息的识别与监管的效率。

基金项目：国家青年科学基金资助项目;项目编号：61402015。陕西省自然科学基础研究项目;项目编号：2017JM6048。校级大学生创新创业训练计划项目;项目编号：2018XJ058。省级大学生创新创业训练计划项目;项目编号：201827044。宝鸡文理学院校级项目;项目编号：ZK2018030。

作者简介：张智博（1996— ），男，陕西榆林人，本科生;研究方向：物联网工程。

*通信作者：马巧梅（1983— ），女，陕西榆林人，讲师，硕士;研究方向：物联网工程，网络与信息安全。

[参考文献]

[1]黎海清.基于特征提取的人脸识别考试身份验证系统的设计与实现[J].软件开发与应用，2016（13）：139-140.

[2]刘元庆.基于指纹识别技术的考务管理终端在国家级教育考试中的应用研究—以徐州考区为例[J].方案与应用，2016（6）：36-38.

[3]李江平.一种基于指纹识别的身份验证系统在电力施工人员资质管理应用的设计方案[J].中国设备工程，2018（1）：103-104.

[4]马旗超.基于生物识别的智能家居智能门锁专利综述[J].科技创新与应用，2018（35）：25-27.

[5]刘佩森，童艳，郑翔鹏.小型指纹签到仪设计[J].科技经济导刊，2018（31）：52-53.

[6]赛迪智库.“互联网+”时代的生物识别技术及应用趋势[J].网络安全和信息化，2018（11）：17-19.

[7]刘振.指纹识别技术在身份认证中的应用与研究[J].信息记录材料，2018（11）：93-94.

Design of examinee identification system based on fingerprint

Zhang Zhibo， Ma Qiaomei*

（School of Computer， Baoji University of Arts and Sciences， Baoji 721016， China）

Abstract：Taking the national computer grade examination in Baoji examination area as an example， the examination supervision system based on fingerprint identification technology is used to realize the artificial invigilation， and fingerprint identification is regarded as the only way of identification and authentication for examinees， which plays an effective regulatory role in the substitute behavior of examinees and brings a lot of convenience to the artificial identification of examinees. It can also take pictures and supervise the examinees who violate the law and discipline， fingerprint input and so on， which has brought great help to the examination management of the national computer grade examination. In this paper， the identification system of examinees based on fingerprint is analyzed.

Key words：fingerprint identification; examination system; authentication