基于指静脉生物识别技术教育考试防替考作弊软件研究

付 佳，陈建伟 ，王 悦

（1.唐山市教育考试院，河北 唐山 063000 ，2.河北能源职业技术学院，河北 唐山 063004）

引言

随着计算机技术的日益发展，教育考试防高科技作弊设备的不断升级完善，组考各环节的逐步细化，高科技手段作弊的生存空间已日趋减小。然而，教育考试中社会培训机构、考生等人员为了自身利益通过伪造证件等手段实现替考作弊的问题仍然亟待解决，因此，提出了将具有生物唯一识别特性的指静脉生物识别技术应用于教育考试中，以防范替考作弊现象发生的系统软件设计。本文将研究以指静脉生物识别技术为基础来设计软件，通过软件系统来采集考生指静脉特征信息、模板构建、入场验证，从而获取考生入场验证实时状态。

1 系统目标

针对目前教育考试中存在的替考作弊问题，结合当前国家、省、市教育机构防替考工作的实际状况，以指静脉生物识别技术为基础，集考生指静脉特征信息采集、模板构建、数据分包、入场认证、验证状态统计于一体，实现考生入场环节防替考行为的检查，从而防范替考行为的发生，营造公平公正的教育考试环境。

2 指静脉生物识别技术的工作原理及特征

指静脉生物识别技术是通过LED灯发射的近红外线投射手指，对手指静脉进行扫描，由传感器拍摄图像，根据认证规格，经过图像校正，获取静脉分布图像，进而提取指静脉特征图。

指静脉生物识别是对静脉血管分布进行扫描，真正的实现“活体”身份认证，确保了本人亲临现场的身份唯一性；具有安全等级高的特点，静脉信息处于手指内部无法改变，高度防伪，无法复制，不被盗用；具有准确率高的特点，每个人的静脉都不同，同卵双胞胎的静脉也不同，信息终身不变，稳定性非常高，拥有一次采集，终身有效的特性；具有适用性强的特点，静脉识别适用于所有人（7-70岁人群指静脉血管形状终身不变），不受环境影响，表皮的皱纹、褶皱、粗糙、干裂、湿润、脏、受伤时，仍可正常使用。

3 系统总体设计

按照上述系统目标的分析，整个系统包括信息采集、入场验证、验证状态统计模块。系统主要模块功能如图1所示。

图1 教育考试指静脉生物识别防替考软件系统

3.1 信息采集

该模块由以下几个子功能构成：身份证信息采集、指静脉信息采集、数据分包三个部分。考试组织机构、考点或报名点通过指静脉采集设备，由考生亲自携带居民二代身份证到现场进行身份证信息采集，然后对考生指静脉信息进行采集，同时与身份证信息进行关联，存储为一条考生完整的数据模板。信息采集流程如图2所示。

图2 考生信息采集流程

SetInfo接口函数是设置指静脉设备通信的回调函数，函数设置一个参数，为设备发回的消息。该函数在初始化完毕后与设备通信前执行，当设备完成任何动作，发回消息时，都会调用通过本函数设置好的回调函数，在回调函数中，通过判断发回的消息，来执行响应的指令，比如用户交互，或将采集到的数据发回服务器。GetIDCard和GetFinger接口函数发送开始刷居民二代身份证指令和开始采集指静脉信息指令，执行完后立即返回，不会引起阻塞，设备会自动切换到刷身份证界面和指静脉采集界面，等待刷身份证和等待采集指静脉，采集过程中会向客户端发送状态及结果信息，采集完毕后向回调函数发送“GetIDCardOk”和“GetFingerOk”字符串，随后调用函数保存身份证信息和指静脉信息。一般情况下，设置指静脉信息采集为左右食指各采集三次，分别进行比对校验，获取两个食指各一个最优指静脉模板。

待考生数据模板采集完毕后，导入考生编场数据（含身份证号、报名号、姓名、考区、考点、考场、座位号等信息），更新数据模板，按照考区、考点进行数据分包，导入指静脉验证设备，完成考前数据处理工作。

3.2 入场认证

入场认证功能模块包括对考生身份证信息、考场信息、指静脉信息进行验证，验证成功后方可入场考试。首先考生在指静脉设备上刷二代居民身份证，根据身份证信息检索数据模板中考生信息，获取数据模板信息后，通过设备扫描考生指静脉特征图，与数据模板中的数据进行比对匹配，比对通过后，验证成功。入场验证流程如图3所示。

图3 考生入场验证流程

VerifyFinger接口函数是将数据服务器中存储的指静脉模板字符串Finger1、Finger2发送给设备，同时设备转入单机验证状态，考生入场验证时伸入手指进行验证，验证结束后，回调函数发回验证结果。

3.3 验证状态统计

考生入场验证信息，通过专网实时上传至数据中心，数据中心定时（设定为10秒）对考生验证状态进行更新，从而获取考生实时验证状态，同时实时掌握各考点考生入场验证情况，最终统计出各考点考生入场验证通过人数、未通过人数、未参加验证人数等信息。入场验证实时状态统计如图4所示。

图4 考生入场验证实时状态统计图

4 结束语

通过对近年来教育考试各种作弊手段的深入剖析，为实现教育考试公平公正的目标，解决当前存在的替考作弊问题，综合考虑用户的习惯、终端可靠性、普适性设计、知识完备性、系统稳定性等问题，提出了基于指静脉生物识别技术教育考试防替考作弊软件的设计方案。系统为当前防范教育考试中存在的替考作弊现象做出了辅助解决方法，克服了因人为因素造成的替考作弊现象的发生，同时大大降低了组考各环节防替考的难度，为营造公平公正、风清气正的教育考试环境创造了条件。