手印物质转移技术鉴别文书上伪造红印油指印

秦 旗，吴 浩，李孝君，王子政，吕昱帆，余梦娜,2，胡文锋，刘 寰

（1.公安部鉴定中心，北京 100038；2.湖北警官学院，武汉 430034）

指纹检验技术在法庭科学领域的应用已有一百多年的历史，指纹因具有唯一性和稳定性，一直作为刑事案件侦破的重要技术手段之一[1-2]。当前，随着技术的快速更新，特别是3D打印技术和电子印章技术的飞速发展，利用指纹犯罪的新形态也不断出现，最具代表性和急需鉴别的便是伪造指印[3-4]。近年来，伪造指印逐渐出现在诈骗等刑事案件和民事经济纠纷案件中[5-7]，例如利用他人的真实指印制作指纹印章或指纹印膜，在伪造的文书上伪造指印来谋取非法利益。这是犯罪手段科技化、犯罪水平高智商化的具体体现，对刑事技术工作提出了严峻挑战。

早在2001年，Geller等[8]对152名法庭科学专业人员进行调研，结果显示85%的人知道伪造指印存在可能性，而且57%的人表示伪造指印带来一定威胁性，45%的人承认他们无法区分真实指印和伪造指印。在2014年，Champod和Espinoza[9]研究了伪造指印带来的风险，结果发现约53%的专业人员将伪造的指印误认为是真实的，约45%的专业人员将真实指印误认为是伪造的。故研究伪造指印的鉴别方法，提高伪造指印鉴别能力迫在眉睫。

当前伪造指印鉴别的研究主要集中在两方面：一是传统的形态学比对方法研究，利用先进的仪器设备，观察分析真伪指印的外观形态，寻找积墨特征、漏白特征、边缘特征、细节特征和变异特征等各方面的差异点，来作为鉴别依据；二是深度学习识别方法研究，主要通过深度学习方法处理指纹图像，提高方法模型的计算速度和精度，实现真实指印和伪造指印的区分[10-12]。总体来看，当前仍然缺少科学有效和成熟稳定的鉴别指印真伪的检验方法，特别是文书上真伪红印油指印的鉴别方法更是少之又少。本文基于手印物质转移技术，设计了一种文书上真实和伪造红印油指印的鉴别方法，并通过实验验证其科学性和有效性，为文书上真伪红印油指印的鉴别提供新的思路。

1 原理

笔者认为，真实红印油指印和伪造红印油指印的形成过程决定了其物质成分有本质差别。如图1所示，真实红印油指印形成过程中，粘有红印油的手指，在力的作用下接触到承痕体表面并离开，遗留的指印物质主要是印油物质和手指分泌的手印物质（主要为汗液成分），且手印物质分布在印油物质的上面；而伪造红印油指印形成过程中，粘有红印油的指纹印章，在力的作用下接触到承痕体表面并离开，遗留的指印物质仅有印油物质，而没有手印物质。通过手印物质转移的技术，检测到红印油指印表层手印物质的存在，即可证明该红印油指印为真实手指捺印形成。

图1 真实红印油指印和伪造红印油指印物质成分分布示意图Fig.1 Schematic for componential distribution of genuine and fake fingerprints

手印物质转移技术是指将手印的遗留物质转移至其他介质上，通过对介质上的手印成分进行处理，来反映出原承痕客体表面的手印纹线特征分布情况。

胶带提取粉末刷显后的手印和手印提取胶片的使用均是这个原理。笔者认为，利用手印物质转移的技术，结合手印显现方法可实现真伪红印油指印鉴别，如图2所示，真实红印油指印最外层表面上的手印物质在压力作用下，转移至介质上，然后采用手印显现方法对介质进行处理，以显现前后手印物质的特定变化来证明汗液成分的存在。相反，伪造红印油指印经介质转移后进行手印显现处理，处理前后无明显特定变化，证明无汗液成分，从而实现真伪红印油指印的有效鉴别。

图2 真实红印油指印和伪造红印油指印鉴别原理示意图Fig.2 Schematic for identification principle about genuine and fake fingerprints

众所周知，茚三酮手印显现方法是针对渗透性客体上潜手印（特别是纸张上的手印）的重要显现方法之一，其原理是茚三酮能与手印物质中氨基酸分子或氨基酸化合物发生化学反应生成赫鲁曼紫。即客体上的潜手印经茚三酮显现液处理后，手印遗留物质中氨基酸物质和蛋白质物质会逐渐变为紫色，从而使纹线与背景形成颜色反差，实现手印显现。本文选取茚三酮显现手印的方法，对物质转移后的介质进行显现处理，通过观察是否有赫鲁曼紫物质生成来判断汗液物质是否存在，从而鉴别真伪红印油指印。

2 材料与方法

2.1 材料与仪器

红印油印台（棋星牌QX-302印台）、指纹印章（自制）、转移介质（木浆纸）、转移工作液（含乙醇溶液）、茚三酮显现液（自制）、A4纸、佳能5D mark Ⅱ单反相机等。

2.2 红印油指印样本制作

选取A4纸张为实验样本客体，模拟文书上红印油手印捺印过程，选择同一款红印油印台，制作真实红印油指印和伪造红印油指印，所有真实红印油指印和伪造红印油指印的遗留条件和环境均相同。

2.2.1 真实红印油指印制作

志愿者双手不作任何处理，模拟真实捺印红印油手印，接触印台红印油后直接捺印指印至A4纸上，自然存放相应时间。

2.2.2 伪造红印油指印制作

用指纹印章接触印台红印油后直接捺印指印至A4纸上，自然存放相应时间。

2.3 实验方法

采用控制变量法，保证遗留时间、温湿度等外界条件均相同的情况下，对真伪红印油指印进行比较分析，具体步骤如下：

2.3.1 手印物质转移（模式一）鉴别方法步骤

1）将制作好的真实和伪造红印油指印样本（遗留时间为1 d）客体置于操作台上。

2）将经茚三酮显现液浸泡过的转移介质置于指印样本表面上，保持一定压力作用下充分接触20 min。

3）对转移后的介质进行蒸显处理，并观察介质上指印位置区域是否有赫鲁曼紫物质生成。

2.3.2 手印物质转移（模式二）鉴别方法步骤

1）将制作好的真实和伪造红印油指印样本（遗留时间为1 d）客体置于操作台上。

2）将转移工作液浸泡后的介质置于指印样本客体表面上，在一定压力作用下充分接触20 min。

3）对转移后的介质进行茚三酮显现液浸泡，晾干后进行蒸显处理，观察指印位置区域是否有赫鲁曼紫物质生成。

2.3.3 不同遗留时间指印的鉴别方法步骤

1）将制作好的不同遗留时间（2、7、15、30 d）的真实和伪造红印油指印样本置于操作台上。

2）采用模式二鉴别方法，即将转移工作液浸泡后的介质置于指印样本客体表面上，均在一定压力作用下充分接触20 min。

3）对转移后的介质进行茚三酮显现液浸泡，晾干后进行蒸显处理，观察指印位置区域是否有赫鲁曼紫物质生成。

3 结果与讨论

3.1 手印物质转移（模式一）鉴别方法研究

如图3所示，遗留时间1 d的同一状态下的真实红印油指印（见图3A）和伪造红印油指印（见图3a），使用茚三酮显现液浸泡后的转移介质进行物质转移，转移完成后，真实指印样本（见图3B）和伪造指印样本（见图3b），其客体外观形态并未发生明显变化，且A4纸张上的指印纹线清晰、未受到明显破坏。转移后介质上真实指印（见图3C）和伪造指印（见图3c）可观察到指印轮廓，但无法观察到纹线，介质经蒸显处理后，真实指印位置处有赫鲁曼紫物质生成（见图3D），且相比蒸显处理前颜色明显变紫加深，指印部分区域有明显的紫色纹线显出，而伪造指印位置处无赫鲁曼紫物质生成（见图3d），且相比蒸显处理前并无变化。对蒸显处理的介质上真伪红印油指印照片（见图3D和图3d），经Photoshop软件放大和曲线功能调整后，可以清晰看到显现处理后的介质上真实指印（见图3E）的紫色和原红色印油颜色对比明显，而介质上伪造指印（见图3e）并无紫色物质生成。

图3 真伪红印油指印鉴别方法（模式一）效果图（A/a：转移前的真实/伪造指印；B/b：转移后的真实/伪造指印；C/c：转移后介质上真实/伪造指印；D/d：显现后的介质上的真实/伪造指印；E/e：Photoshop处理的显现后介质上真实/伪造指印）Fig.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)

对比分析图3E和图3e，转移介质上真实指印的位置区域相比蒸显处理前，原先纹线不清楚的区域纹线变得清晰且纹线紫色加深，进一步证明该位置处有汗液物质成分，从而证明通过手印物质转移方法，成功地将真实红印油指印中的汗液物质转移至介质上，相反伪造红印油指印对应的转移介质处理前后，无赫鲁曼紫物质生成且蒸显处理前后并未有明显变化，证明伪造指印并无汗液成分。

通过以上实验结果分析：

1）真伪红印油指印形成过程：粘有红印油的真实手指在接触客体表面时，红印油优先遗留至客体上，同时，手指分泌的汗液物质附着在红印油物质表面，从而形成真实的红印油指印；而伪造指印通常情况下是由指纹印章本身接触红印油物质后，直接捺印至客体表面，故一般情况下伪造指印并没有汗液物质成分。

2）手印物质转移过程：经茚三酮显现液浸泡后的介质直接接触红印油指印后，通过力的作用方式，使真实红印油指印表面上的极少量印油物质和手印汗液物质均转移至介质上，而伪造指印只有红印油物质，故转移后的介质上仅有极少量印油物质。

3）转移介质显现处理过程：在转移后的介质上真实指印位置区域，由于存在转移过来的汗液物质，能够与茚三酮发生显色反应，当进行蒸显处理后相应位置处会出现赫鲁曼紫物质生成，而伪造指印无汗液物质，当进行蒸显处理后相应位置处并无变化。

3.2 手印物质转移（模式二）鉴别方法研究

鉴于茚三酮显现处理的转移介质在转移过程中，会对纸张有轻微的化学污染作用，笔者自制了一种转移工作液，可最大限度实现汗液物质的转移，同时减少对原红色指印印油物质的转移，并减少对纸张客体本身的污染。

按照手印物质转移（模式二）鉴别方法进行处理，先用转移工作液处理后的介质实现手印物质转移，然后再针对转移后的介质使用茚三酮显现方法处理，从而对真伪红印油指印进行鉴别。

如图4所示，遗留时间1 d的同一状态下的真实红印油指印（见图4A）和伪造红印油指印（见图4a）样本，经转移工作液处理的介质进行转移后，真实指印样本（见图4B）和伪造指印样本（见图4b）的外观形态相比转移之前并未发生变化，且A4纸张上的指印纹线清晰、未受到破坏；转移后介质上相应位置基本无法观察到手印轮廓，更无法观察到手印纹线（见图4C、4c），红色印油物质基本没转移过来；将介质经茚三酮显现液浸泡和蒸显处理后，介质上真实指印位置处有赫鲁曼紫物质生成（见图4D），且相比茚三酮显现处理前部分区域颜色明显变紫加深，由于红色印油物质转移得特别少，导致介质上紫色的颜色反差明显增大，而伪造指印位置处无赫鲁曼紫物质生成（见图4d），且相比显现处理前并无颜色变化。经Photoshop软件放大和曲线功能调整后，可以清晰看到显现处理的介质上真实指印（见图4E）的紫色和原红色印油颜色对比明显，而介质上伪造指印（见图4e）并无紫色物质生成且前后并无变化。

对比分析图4E和图4e，转移介质上真实指印的位置区域，相比茚三酮显现处理前，原先纹线不清楚的区域纹线变得清晰且纹线紫色加深，显现前后颜色反差明显增大，而伪造红印油指印对应的转移介质显现处理后，并无赫鲁曼紫物质生成且与显现处理前相比并无任何变化。结果表明采用转移工作液可成功实现真实红印油指印的手印物质转移，同时手印物质转移（模式二）鉴别方法也得到有效验证。

图4 真伪红印油指印鉴别方法（模式二）效果图（A/a：转移前的真实/伪造指印；B/b：转移后的真实/伪造指印；C/c：转移后的介质上真实/伪造指印；D/d：显现后的介质上真实/伪造指印；E/e：Photoshop处理的显现后介质上真实/伪造指印）Fig.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)

手印物质转移（模式二）鉴别方法，与模式一方法最主要的差别是转移工作液的使用，其显现处理的效果要更优于模式一鉴别方法，一是显现后赫鲁曼紫物质的颜色更加明显且颜色反差增大，模式二中转移工作液的使用，使手印物质转移的相对含量较多，同时红印油物质成分转移得特别少，致使介质上红印油成分少，特别是在显现处理前后颜色对比极为明显；二是转移工作液对指印及样本无损坏，转移工作液对手印汗液物质溶解性好，对印油物质溶解性差，未破坏指印纹线，未损坏指印客体表面，且对样本纸张的外观形态无影响。

3.3 不同遗留时间真伪红印油指印的鉴别方法研究

为进一步验证本文所用鉴别方法的科学性和有效性，笔者设计遗留时间分别为2、7、15、30 d的真伪红印油指印的鉴别实验，均采用转移工作液处理的手印物质转移（模式二）鉴别方法进行比较研究。结果如表1所示，各遗留时间的真伪红印油指印均得到有效鉴别。

表1中A行图为不同遗留时间下真（左）伪（右）红印油指印样本照片，随着遗留时间的变化，红印油指印并未发生明显变化。B行图为不同遗留时间的真伪红印油指印经手印物质转移方法转移后的照片，其样本指印与转移前相比，指印纹线未破坏，指印客体表面未损坏，且样本纸张材质也未发生变化。C行图为经转移工作液转移后，在介质上的真伪红印油指印对比照片，均只能看到轻微的指印轮廓，几乎观察不到红印油物质。D行图是经茚三酮显现液显现处理后，在介质上的真伪红印油指印对比照片，明显可看出，介质上的真实红印油指印均有赫鲁曼紫物质生成，而伪造红印油指印均无颜色变化。E行图为茚三酮显现处理的介质上真伪红印油指印照片经Photoshop软件放大和曲线功能调整后的照片，在介质上真实红印油指印的位置处均有赫鲁曼紫物质生成，且相比显现前的指印有明显反差，部分不清晰区域纹线变紫色且清晰可见，而伪造红印油指印均无赫鲁曼紫物质生成，且显现前后指印无变化。

表1 不同遗留时间真伪红印油指印鉴别方法效果Table 1 Effect of developing the genuine and fake fingerprints retained for different durations of time

以上实验结果表明，基于手印物质转移的方法可实现遗留时间为2、7、15、30 d真伪红印油指印有效鉴别，其中真实红印油指印存在手印物质（主要为汗液物质），而伪造指印无手印物质，当转移至介质上的指印经显现方法处理后，其中真实指印位置处有紫色赫鲁曼紫物质生成的显现变化，而伪造指印位置处无紫色赫鲁曼紫物质生成的显现变化。

4 结论与展望

综上所述，本文成功验证了真伪红印油指印的物质成分存在差异，即真实红印油指印含有手印物质（主要为汗液），伪造红印油指印无手印物质；首次提出一种基于手印物质转移技术鉴别文书上伪造红印油指印的方法，并得到有效验证。该方法是采用手印物质转移的技术，成功将真实红印油指印表面的手印物质转移至介质上，并经手印显现方法处理，通过观察显现前后的变化，来证明手印物质存在，从而鉴别出真伪红印油指印。此外，实验结果表明：

1）手印物质转移模式二和模式一，均可在介质上显现出赫鲁曼紫物质，且模式二的显现处理效果要更优于模式一的处理效果，同时对指印及样本客体无损坏。

2）采用手印物质转移的方法可成功实现遗留时间分别为1、2、7、15、30 d的真伪红印油指印的有效鉴别。

鉴于以上研究成果，笔者将进一步优化基于手印物质转移技术鉴别文书上真伪红印油指印的方法，将分别从转移过程、转移介质、转移工作液、其他手印显现方法以及提高显现灵敏度等方面进行细化研究，同时对复杂的、疑难的应用场景开展攻关，不断提高文书上真伪红印油指印的鉴别能力，解决真伪红印油指印的鉴别难题。