カメラや画面に向かって「シザーハンド」ジェスチャーをすると、指紋が漏洩するリスクはありますか?

現代社会では、人の身元を確認する必要がある場面が多くあります。 ID カードとの比較はもちろん非常に一般的な方法であり、顔認識も役立ちますが、今日でも使用されている最も古い方法が 1 つあります。それは指紋の比較です。紙や物に残された指紋が特定の人物のものであるかどうかを、極めて短時間で極めて高い精度で判定し、本人確認を行うことができます。低コストで効果的です。

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1. 指紋とは何ですか?

名前が示すように、指紋はすべての人の指にあるさまざまな皮膚の線の総称です。実際、人間には指紋だけでなく、指の関節の指紋や手のひらの指紋もありますが、通常、指紋が最も一般的に使用される識別機能です。人間の指には汗腺があり、継続的に汗を分泌することができます。皮膚のシワの突起が汗に浸り、他の物体に触れると、その物体の表面に痕跡が残り、指紋が形成されます。これは、印鑑をインクに浸して紙に押すのと似ていますが、汗は透明です。

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人間の皮膚は表皮と真皮に分けられます。人間の指紋は主に表皮の胚層に分布しています。この細胞層には自己複製能力があります。外側の細胞が摩耗して剥がれ落ちると、内側から新しい細胞が入れ替わります。したがって、人間の指紋は物理的な手段では除去できません。 20世紀のアメリカには、強酸を使って自分の指紋を焼くギャングがいました。残念なことに、わずか2か月後には新しい指紋が生えてきてしまい、彼の苦しみは無駄になってしまった。

「なぜ人間には指紋があるか？」という疑問に、人間はいまだに答えられません。より信頼性の高い推測としては、指が物を掴むときに、指紋が靴底の隆起模様と似た滑り止めの役割を果たしているというものです。しかし、これではなぜすべての人の指紋がユニークであるかは説明できません。

実際、現在地球上には約 80 億人の人々がおり、法医学では、彼らの指紋は 2 つとしてまったく同じものはないと考えられています。これは人間の指紋が非常に複雑だからです。指紋の各線の太さ、長さ、形、傾斜角度はそれぞれ異なります。線は平行、交差、または点在している場合もあります。したがって、順列と組み合わせの原理によれば、これらの線が形成できる組み合わせの数は非常に多くなります。たとえ世界の人口が10倍に増えたとしても、同じ指紋が2つ見つかるかどうかは確実ではないと言えます。

さらに興味深いのは、人間の指紋は生後3～4か月で生え始め、指は徐々に大きくなるものの、指紋のパターンは生涯にわたって変化しないということです。その理由としては、指紋はDNA（デオキシリボ核酸）と関係があり、DNAは人それぞれ異なるため、指紋も一生涯変わることなく残るものだと考える人もいます。

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2. どのように識別しますか?

指紋認証による本人確認は、主に紙の上の指紋と物体の表面に印刷された指紋を比較することによって行われます。

この場合、指紋は通常、インクまたは墨に指を浸し、意図的に紙の上に隠すことによって作成されます。指紋は鮮明で規則的であり、比較は比較的簡単です。まず、拡大鏡を使用して、指紋上のいくつかの特徴点（たとえば、2 本の線が交差しているかどうか、同じ方向に傾いているかどうか、曲線か直線かなど）を見つけ、次に比較のために指紋を見て、類似した特徴点があるかどうかを確認します。一般的に、10 個の特徴点が一致すれば、指紋が同一人物のものであると確認できます。

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今日の指紋認証は同様の原理ですが、機器を使用して行われるため、より高速かつ正確です。

では、指紋識別機器や拡大鏡さえ存在しなかった古代に、指紋を識別することは可能だったのでしょうか?

さまざまな文書記録から、私たちの祖先が指紋を識別できたことがわかり、それがさまざまな契約書に両当事者に指紋を記入するよう要求した理由です。識別の精度は高くなく、さまざまな客観的条件（たとえば、押すときに指が傾いている場合、指紋は変形します。インクが多すぎると指紋はぼやけます）に左右されますが、十分な忍耐と注意を払えば、2 つの指紋が一致していないことがわかります。

もちろん、もっと興味深い用法があり、それは中華民国時代の軍閥である馬紅魁に由来しています。この人物は社会統制を強化するために寧夏での「身分証明書」を推進した。しかし、当時は写真を撮るのは非常に高価なことであり、州内のすべての人が写真を撮ることは不可能でした。そこで彼はシンプルで効率的な方法を思いつきました。

指紋は中心が閉じた円であるかどうかによって、拇（指紋の中心が開いている）と斗（指紋の中心が閉じた同心円である）に分けられます。それは2つのうちの1つでなければなりません。このとき、「斗」を表すには「○」を、「箕」を表すには「X」または「△」を使用します。すると、各指紋は「○」または「X」のいずれかになり、もちろん 10 本の指は 10 個の記号で表すことができます。 「左手から右手、親指から小指」の順序に従って、10 桁の文字列を形成できます。たとえば、この記事の著者の指紋は次のように表すことができ、文字列は XOOOX XOOOX となります。

IDカードを発行する際に、カード所有者の手を見てこの文字列をIDカードに記録することで、指紋登録が完了します。 IDカードを確認する際、IDカードに記載されている文字列と本人の手を比較するだけで、本人かどうかを瞬時に判別できます。この方法は非常に簡単で、読み書きができない人でも習得できます。

では、2 人の人が同じ 10 桁の文字列を持っている場合、お互いの ID カードを借りることはできるのでしょうか?そうですが、数学的に言えば、これが起こる確率はわずか 1/1024、つまり 1000 分の 1 以下です。どうしてそんな偶然が起こり得るのでしょうか?

3. 指紋が漏洩？

この時点で、指紋が漏洩したら非常に危険ではないかと心配する読者もいるかもしれません。

まあ、理論的には、誰かの指紋を盗むことは可能です。誰かが握った物体（ガラスやドアノブなど）があれば、指紋を採取してコピーを作成できます。

しかし、指紋認証装置を欺くには非常に鮮明な指紋が必要であり、日常生活で残る指紋でそれを実現するのは困難です。もちろん、自発的に鮮明な指紋を残し、その後シリコン指紋を注文すれば（この方法を使って同僚に代わりに出頭してもらう人もいます）、比較的簡単になりますが、その結果を制御するのが難しいことがよくあります。

さらに、写真を撮るときの「ハサミ手」のジェスチャーで指紋が漏れるのではないかと心配する人もいますが、これは現在の技術ではまだ非常に困難です。結局のところ、写真にはピクセル制限があります。写真を何倍にも拡大しても、指紋をはっきりと写すのは困難です。わざと指の写真を撮ってWeChat Momentsに投稿しない限り、あまり心配する必要はありません。出典：重慶科学技術博物館

著者: マントウ・ラオヤオ、ポピュラーサイエンスライター、南京大学化学博士。

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