指紋

指紋とは、人間の指の隆線によって残された痕跡のことです。犯罪現場から部分的な指紋を採取することは、法医学において重要な手法です。指の水分や油分は、ガラスや金属などの表面に指紋を残します。指紋全体を意図的に採取するには、皮膚の隆線からインクなどの物質を紙などの滑らかな表面に転写します。指紋記録には通常、指と親指の最後の関節の腹側の痕跡が記録されますが、指紋カードには通常、指の関節下部の部分も記録されます。

人間の指紋は、詳細で固有であり、改ざんが難しく、生涯にわたって持続するため、長期的な身元確認の指標として適しています。警察などの当局は、身元を隠したい人物を特定したり、自然災害の後など、心身に障害があり身元を証明できない人や死亡した人を特定したりするために、指紋を利用することがあります。

指紋を証拠として使用することについては、学者、裁判官、メディアから異議が唱えられてきた。点数計測方法には統一された基準がなく、学者たちは指紋照合の誤り率が十分に研究されておらず、指紋証拠には確固たる統計的根拠がないと主張している。 ^{[ 1 ]}専門家が文脈などの余計な情報に惑わされることなく、指紋の特徴情報に客観的に焦点を当てることができるかどうかについての研究が行われている。 ^{[ 2 ]}

指紋は、人間の指の摩擦隆線によって表面に残された痕跡です。^{[ 3 ]} 2つの指紋の照合は、最も広く使用され、最も信頼性の高い生体認証技術の1つです。指紋照合は、指紋の明白な特徴のみを考慮します。^{[ 4 ]}

指紋の成分は、水（95～99％）と有機成分および無機成分から構成されています。^{[ 5 ]}有機成分は、アミノ酸、タンパク質、グルコース、ラクターゼ、尿素、ピルビン酸、脂肪酸、ステロールから構成されています。^{[ 5 ]}塩化物、ナトリウム、カリウム、鉄 などの無機イオンも存在します。^{[ 5 ]}化粧品に含まれる油、医薬品とその代謝物、食品残渣などのその他の汚染物質が指紋の残渣中に見られる場合があります。^{[ 6 ]}

摩擦隆線は、指（指とつま先）、手のひら、または足の裏の表皮の隆起部分であり、摩擦隆線皮膚の 1 つ以上の連結した隆線ユニットで構成されています。これらは、真皮の真皮乳頭と表皮の乳頭間（網状）突起の間の下層の界面によって生じる「表皮隆線」として知られています。これらの特徴は胎児の発育の約 15 週目に形成され、死後分解が始まるまで残ります。^{[ 7 ]}胎児の発育中、妊娠の約 13 週目に、真皮の横にある表皮の底に棚状の構造が形成されます。^{[ 7 ]}これらの棚に沿った細胞は急速に増殖し始めます。^{[ 7 ]}この急速な増殖により、一次隆線と二次隆線が形成されます。^{[ 7 ]}一次隆線と二次隆線はどちらも皮膚の外層が皮膚表面に見られる摩擦隆線を形成するためのテンプレートとして機能します。^{[ 7 ]}

これらの表皮隆線は、例えば指先が不均一な表面を擦ったときに発生する振動を増幅し、細かい質感の知覚に関わる感覚神経に信号をより良く伝達する役割を果たします。 ^{[ 8 ]}指紋が一般的にグリップ面を増やす可能性は低いと思われますが、隆線は粗い表面を掴むのを助け、濡れた状態での表面接触を改善する可能性があります。^{[ 9 ] [ 10 ]}

科学界のコンセンサスでは、指先の皮膚紋理パターンは遺伝性であると示唆されている。^{[ 11 ]}一卵性双生児の指紋パターンは非常に似ている（ただし同一ではない）ことが示されているが、二卵性双生児では類似性がかなり低い。^{[ 11 ]} 12の皮膚紋理特性について有意な遺伝性が確認されている。^{[ 12 ]}現在の皮膚紋理形質の遺伝モデルは、メンデル遺伝に加えて、加算的または優性の主要遺伝子からの追加効果を示唆している。^{[ 13 ]}

遺伝子はパターンの一般的な特徴とそのタイプを決定するが、環境要因の存在は各指紋のわずかな差異をもたらす。しかし、指紋パターンに対する遺伝的および環境的影響の相対的な影響は一般的に不明である。ある研究では、総変動の約 5% が小さな環境的影響によるものであると示唆されているが、これは総隆線数を指標としてのみ実行された。^{[ 11 ]}指紋の多様性の広範さにつながる指紋隆線形成メカニズムのいくつかのモデルが提案されている。あるモデルは、胎児表皮の基底細胞層の座屈不安定性が表皮隆線の発達に関与していると示唆している。^{[ 14 ]}さらに、血管と神経も隆線構成の形成に役割を果たしている可能性がある。^{[ 15 ]}別のモデルは、子宮内で発達中の各指を囲む羊水の変化により、各指紋の対応する細胞が異なる微小環境で成長することを示している。^{[ 16 ]}個人によっては、これらの様々な要因がそれぞれの指に異なる影響を与えるため、類似したパターンを維持しながらも、2つの指紋が完全に同一になることはありません。

指紋の遺伝の決定は、表現型の多様性が非常に大きいため困難です。特定のパターンの分類は主観的であることが多く（定量的に測定するのに最も適切な特徴についての合意がない）、これが皮膚紋理パターンの分析を複雑にしています。さまざまな指紋パターンについて、いくつかの遺伝様式が提案され、観察されています。指紋パターンのサイズの一般的な指標である指紋隆線の総数は、多遺伝子遺伝様式を持ち、複数の加算遺伝子の影響を受けると示唆されています。^{[ 11 ]}しかし、この仮説は、個々の指の隆線数は遺伝的に独立しており、パターン形成に影響を与える加算遺伝子の存在を裏付ける証拠がないことを示す他の研究によって異議を唱えられています。^{[ 17 ]}指紋パターンの別の遺伝様式は、親指と他の指の弓状パターンが常染色体優性形質として遺伝することを示唆しています。^{[ 18 ]}弓状パターンに関するさらなる研究は、弓状パターンの遺伝性には主要遺伝子または多因子遺伝が関与していることを示唆しています。 ^{[ 19 ]}渦状紋の発達に関する別のモデルでは、単一の遺伝子または連鎖した遺伝子群がその遺伝に寄与していることが示されています。^{[ 20 ]}さらに、渦状紋の遺伝は対称的ではないようで、このパターンは特定の個人の10本の指の間でランダムに分布しているように見えます。^{[ 20 ]}一般的に、左右の手の指紋パターンを比較すると、遺伝子が指紋パターンに及ぼす影響に非対称性があることが示唆されますが、この観察にはさらなる分析が必要です。^{[ 21 ]}

遺伝のモデルが提案されていることに加えて、特定の遺伝子が指先の模様形成の要因として関与していることが示唆されている（模様に影響を与える正確なメカニズムはまだ研究中である）。個々の指の指紋隆線数の多変量連鎖解析により、特に薬指、人差し指、中指について染色体5q14.1との連鎖が明らかになった。 ^{[ 22 ]}マウスでは、遺伝子EVI1（MECOMとも呼ばれる）の変異が皮膚紋理パターンと相関していた。^{[ 23 ]}ヒトにおけるEVI1の発現は指紋パターンに直接影響を与えないが、四肢と指の形成に影響を与え、それが指紋パターンに影響を与える役割を果たす可能性がある。^{[ 23 ]}ゲノムワイド関連研究では、3p14.1上の遺伝子ADAMTS9-AS2内の単一ヌクレオチド多型が発見され、これはすべての指の渦巻き模様に影響を与えているようである。^{[ 24 ]}この遺伝子は、皮膚で発現するADAMTS9を阻害する可能性のあるアンチセンスRNAをコードしている。 ADAMTS9-AS2の遺伝子変異が渦巻きの発達に直接影響を与える仕組みのモデルはまだ提案されていない。^{[ 24 ]}

2023年2月、ある研究により、指紋の一次隆線の形成を制御するシグナル伝達経路としてWNT、BMP、EDARが特定され、最初の2つはチューリング反応拡散システムによって確立された逆の関係にあることが明らかになった。^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

コンピュータ化以前は、大規模な指紋リポジトリでは手動のファイリングシステムが使用されていました。^{[ 28 ]}指紋分類システムは、指紋をその特徴に基づいてグループ化し、指紋を大規模な指紋データベースと照合するのに役立ちます。照合する必要のあるクエリ指紋は、既存のデータベース内の指紋のサブセットと比較できます。^{[ 4 ]}初期の分類システムは、いくつかの指またはすべての指の円形パターンの有無を含む一般的な隆線パターンに基づいていました。これにより、摩擦隆線パターンのみに基づいて、大規模なコレクションの紙の記録をファイリングおよび検索することができました。最も一般的なシステムは、各指のパターンクラスを使用して数値キーを形成し、ファイリングシステムでの検索を支援しました。指紋分類システムには、ロッシャーシステム、フアン・ヴチェティッチシステム、ヘンリー分類システムがありました。ロッシャーシステムはドイツで開発され、ドイツと日本の両方で実装されました。ヴチェティッチシステムはアルゼンチンで開発され、南米全体で実装されました。ヘンリー分類システムはインドで開発され、ほとんどの英語圏の国で実装されました。^{[ 28 ]}

ヘンリー分類システムでは、指紋の基本的なパターンはループ、渦巻き、アーチの 3 つであり、それぞれ指紋全体の 60～65 パーセント、30～35 パーセント、5 パーセントを占めています。^{[ 29 ] [ 30 ]}さらに、パターンを単純アーチまたはテントアーチ^{[ 28 ]}や、ループが手の尾が向いている側に応じて橈側または尺側になる可能性があるなど、より複雑な分類システムもあります。尺側ループは小指側、つまり前腕の骨である尺骨に近い側から始まります。橈側ループは親指側、つまり橈骨に近い側から始まります。渦巻きにも、単純渦巻き、不規則渦巻き、二重ループ渦巻き、孔雀の目、複合渦巻き、中央ポケットループ渦巻きなどのサブグループ分類があります。^{[ 28 ]}

ヘンリー分類システムにおける「一次分類番号」は、分子と分母が1から32までの整数である分数であり、10本の指紋の各セットを1024のグループのいずれかに分類します。（これらのグループを区別するために、分数は共通因数で割り切れません。）この分数は、各指に1つずつ、合計10個の指標によって決定されます。各指標は、指に渦状紋がある場合は1、ない場合は0の値をとります。これらの指標は次のように記述できます。 ${\displaystyle R_{t},R_{i},R_{m},R_{r},R_{l}}$右手と ${\displaystyle L_{t},L_{i},L_{m},L_{r},L_{l}}$左手の場合、添え字は親指をt 、人差し指をi 、中指をm 、薬指をr 、小指をlとします。分数の公式は次のようになります。

${\displaystyle {16R_{i}+8R_{r}+4L_{t}+2L_{m}+1L_{l}+1 \over 16R_{t}+8R_{m}+4R_{l}+2L_{i}+1L_{r}+1}.}$

例えば、右手の薬指と左手の人差し指にのみ渦状紋がある場合、その指紋は「9/3」グループに分類されます。

${\displaystyle {16(0)+8(1)+4(0)+2(0)+1(0)+1 \over 16(0)+8(0)+4(0)+2(1)+1(0)+1}={9 \over 3}.}$

9/3 = 3/1 ですが、「9/3」グループは「3/1」グループとは異なります。後者は左手中指にのみ渦状紋がある場合に対応します。

指紋識別は、指紋鑑定^{[ 31 ]}、隆線学^{[ 32 ]}、または手形識別とも呼ばれ、人間の指や足の指、あるいは手のひらや足の裏から採取した2つの隆線皮膚痕跡（特徴点を参照）を比較して、これらの痕跡が同じ人物から採取されたものかどうかを判断するプロセスです。皮膚上の隆線の柔軟性とランダムな形成により、2つの指紋や手のひらの痕跡がすべての点で完全に同じになることは決してありません。同じ手から直後に記録された2つの痕跡でさえ、わずかに異なる場合があります。^{[ 31 ]}指紋識別は、個人識別とも呼ばれ、専門家、または閾値スコアリング規則に基づいて動作する専門家コンピュータシステムが、2つの隆線痕跡が同じ指や手のひら（または足の指や足の裏）から採取された可能性が高いかどうかを判断するプロセスです。

2024年に行われた深層学習ニューラルネットワークを用いた研究では、「一般的な想定」に反して、同一人物の異なる指の指紋を99.99%の信頼度でその人物のものとして識別できることが発見されました。さらに、従来の方法で使用されていた特徴はこのような識別には予測力がなく、特に指紋の中心付近の隆線の向きが最も多くの情報を提供しました。^{[ 33 ]}

指紋の意図的な記録は、通常、対照的な白い背景（一般的には白いカード）に黒い印刷インクをローラーで塗布することによって行われます。指紋は、ライブスキャンと呼ばれる技術を使用して、通常はガラス板にデジタルで記録することもできます。「潜在指紋」とは、物体や壁の表面に付着した指紋が偶然記録されたものです。潜在指紋は肉眼では見えませんが、「顕在指紋」または「プラスチック指紋」は肉眼で見ることができます。潜在指紋は断片的であることが多く、鮮明にするには化学的方法、粉末、または別の光源を使用する必要があります。普通の明るい懐中電灯で潜在指紋が見える場合もあります。

指紋の隆線が指紋が付着する表面に接触すると、汗、油、グリース、インク、血液など、隆線に付着している物質が表面に転写されます。隆線痕の質に影響を与える要因は数多くあります。皮膚の柔軟性、付着圧力、滑り、表面の材質、表面の粗さ、付着した物質などは、潜在指紋が同じ隆線の既知の記録と異なるように見える原因となるさまざまな要因の一部です。実際、隆線の付着を取り巻く状況はそれぞれ異なり、決して同じものは再現されません。これらの理由から、指紋鑑定士は広範な訓練を受ける必要があります。指紋の科学的研究は、皮膚紋理学または指紋学と呼ばれます。^{[ 34 ]}

指紋検出に関する技術は数百種類報告されているが、その多くは学術的な興味の対象にとどまり、現在世界中のより高度な指紋鑑定研究所で使用されている真に効果的な方法は約20種類しかない。

ニンヒドリン、ジアザフルオレノン、真空蒸着などの一部の技術は高い感度を示し、実用的に使用されています。指紋試薬の中には、ニンヒドリンやジアザフルオレノンがアミノ酸と反応するなど、特異的なものもあります。一方、シアノアクリレートエチル重合などは、水系触媒とポリマー成長によって機能するようです。金と亜鉛を用いた真空蒸着は非特異的であることが示されていますが、1分子程度の薄い脂肪層も検出できます。

微粉末の塗布などのより一般的な方法は、皮脂沈着物、新鮮な指紋の場合はおそらく水性沈着物への付着によって機能します。指紋の水性成分は、最初は指紋の重量の 90% 以上を占めることもありますが、非常に速く蒸発し、24 時間後にはほとんどなくなってしまう可能性があります。指紋検出にアルゴンイオンレーザーを使用する研究の後、^{[ 45 ]}主に化学的に現像された指紋の強調のために、幅広い蛍光技術が導入されました。一部の潜在指紋の固有の蛍光も検出できます。たとえば、赤外線レーザーを使用することで、指紋を化学物質なしで 3D で可視化できます。^{[ 46 ]}

指紋強調の運用方法に関する包括的なマニュアルは、2013年に英国内務省科学開発局によって最後に発行され、世界中で広く使用されています。^{[ 47 ]}

2007年に提案された手法は、個人の民族性、性別、食習慣を特定することを目的としている。^{[ 48 ]}

実際の収集に関する指紋痕跡証拠の主な制限の 1 つは、表面環境、特に痕跡が付着している表面の多孔性です。^{[ 49 ]}非多孔性の表面では、痕跡の残留物は表面の材料に吸収されませんが、別の表面によって汚れる可能性があります。^{[ 49 ]}多孔性の表面では、痕跡の残留物は表面に吸収されます。^{[ 49 ]}どちらの場合も、検査官にとって価値のない痕跡になるか、指紋痕跡が破壊されるかのいずれかになります。

分析者が指紋の隆線パターンとその特徴を正しく識別するには、指紋の鮮明さが非常に重要です。^{[ 50 ] [ 51 ]}したがって、指紋の隆線の分析は鮮明さによって制限されます。^{[ 50 ] [ 51 ]}

法廷の文脈では、摩擦隆線識別と隆線学は事実ではなく意見証拠として分類されるべきであり、したがってそのように評価されるべきであると多くの人が主張している。^{[ 52 ]}摩擦隆線識別が今日法的に認められているのは、それが法制度に追加された当時、証拠能力の基準が非常に低かったためであると多くの人が述べている。^{[ 53 ]}この識別プロセスの背後にある科学を確認するために実施された研究は限られている。^{[ 51 ]}

指紋に物理的に接触せず、現像剤も必要としない新しい走査型ケルビンプローブ（SKP）指紋採取技術の応用により、指紋を記録しながら、その後DNA分析に供することができる材料をそのまま残すことが可能になる可能性がある。法医学的に使用可能なプロトタイプは、2010年にスウォンジー大学で開発されており、英国内務省や英国各地のさまざまな警察、そして国際的にも大きな関心を集めていた。この装置が最終的には十分な量で製造され、世界中の法医学チームによって広く使用されるようになることが期待されている。^{[ 54 ] [ 55 ]}

人間の指紋に含まれる分泌物、皮脂、死んだ細胞には、体内に存在するさまざまな化学物質とその代謝物の残留物が含まれています。これらは検出され、法医学目的で使用できます。たとえば、喫煙者の指紋には、ニコチンの代謝物であるコチニンの痕跡が含まれています。また、ニコチン自体の痕跡も含まれています。指がタバコ製品に触れただけでその存在が引き起こされる可能性があるため、注意が必要です。指紋をコチニン抗体が付着した金ナノ粒子で処理し、その後、コチニン抗体に付着した蛍光剤で処理すると、喫煙者の指紋は蛍光を発するようになります。非喫煙者の指紋は暗いままです。 2010年現在、同じアプローチが、コーヒーを大量に飲む人、大麻を吸う人、およびさまざまな他の薬物の使用者を識別するためにテストされています。^{[ 56 ] [ 57 ]}

アメリカのほとんどの法執行機関は、ウェーブレットベースのシステムであるウェーブレットスカラー量子化（WSQ）を使用しており、圧縮された指紋画像を500ピクセル/インチ（ppi）で効率的に保存します。WSQは、FBI、ロスアラモス国立研究所、および国立標準技術研究所（NIST）によって開発されました。1000 ppiの空間解像度で記録された指紋については、法執行機関（FBIを含む）はWSQの代わりにJPEG 2000を使用します。 

犯罪現場や犯罪の証拠品から採取された指紋は、法医学において容疑者、被害者、および表面に触れたその他の人物を特定するために使用されてきました。指紋による身元確認は、19 世紀後半に警察機関内で重要なシステムとして登場しました。当時、指紋は、犯罪記録保管所に偽名で記録されていることが多い前科のある人物を特定するための、より信頼性の高い方法として、人体計測に取って代わりました。^{[ 31 ]}指紋は、過去 100 年ほどの間、世界中のすべての政府で犯罪者の身元確認に役立ってきました。指紋は、犯罪歴のある人物を特定するための、すべての警察機関における基本的なツールです。^{[ 31 ]}

法医学的指紋鑑定の妥当性は、学者、裁判官、メディアによって疑問視されてきた。米国では、指紋鑑定士は指紋の照合に基づく個人識別のための統一基準を確立していない。犯罪捜査にも指紋が用いられる国の中には、指紋鑑定士が一致を認める前に、複数の識別ポイントを照合する必要がある国もある。英国では16ポイント、フランスでは12ポイントの識別ポイントが、2つの指紋を照合して個人を識別するために必要とされる。ポイントカウント方式は、照合対象となる指紋の特定の特徴の位置のみに焦点を当てているため、一部の指紋鑑定士から疑問視されている。指紋鑑定士は、2つの指紋に1つの相違点があれば、それらは同じ指の指紋ではないとする「 1相違原則」を支持することもある。さらに、学者たちは、指紋照合の誤り率が十分に研究されていないと主張しており、指紋鑑定には確固たる統計的根拠がないとさえ主張されている。^{[ 1 ]}専門家が文脈などの余計な情報に惑わされることなく、指紋の特徴情報に客観的に焦点を当てることができるかどうかについての研究が行われてきました。^{[ 2 ]}

指紋は理論的には偽造され、犯罪現場に仕掛けられる可能性がある。^{[ 58 ]}

指紋鑑定は、1915年に最初の法医学専門家組織である国際鑑識協会（IAI）が設立された基礎となった。^{[ 59 ]}法医学者のための最初の専門資格認定プログラムは、1977年にIAIの認定潜在指紋鑑定士プログラムとして設立され、厳格な基準を満たした者に証明書を発行し、個人の業績がそれに値する場合には認定を取り消す権限を持っていた。^{[ 60 ]}他の法医学分野もこれに倣い、独自の認定プログラムを設立した。^{[ 60 ]}

The non-governmental organization (NGO) Privacy International in 2002 made the cautionary announcement that tens of thousands of UK school children were being fingerprinted by schools, often without the knowledge or consent of their parents.^[93] That same year, the supplier Micro Librarian Systems, which uses a technology similar to that used in US prisons and the German military, estimated that 350 schools throughout Britain were using such systems to replace library cards.^[93] By 2007, it was estimated that 3,500 schools were using such systems.^[94] Under the United Kingdom Data Protection Act, schools in the UK do not have to ask parental consent to allow such practices to take place. Parents opposed to fingerprinting may bring only individual complaints against schools.^[95] In response to a complaint which they are continuing to pursue, in 2010, the European Commission expressed 'significant concerns' over the proportionality and necessity of the practice and the lack of judicial redress, indicating that the practice may break the European Union data protection directive.^[96]

2007年3月、英国政府は、新しいパスポートおよびIDカード制度の一環として、11歳から15歳までのすべての子どもの指紋を採取し、その指紋を政府のデータベースに追加することを検討しており、プライバシーの懸念による反対を認めない方針だった。採取されたすべての指紋は、90万件の未解決犯罪の指紋と照合される予定だった。影の内務大臣デイビッド・デイビスはこの計画を「不気味」と呼んだ。自由民主党の内務担当スポークスマン、ニック・クレッグは「英国国民の知らないところで監視国家を構築しようとする決意」を批判した。^{[ 94 ]}英国の教育副大臣アドニス卿は、学校出席状況や給食、図書館へのアクセスを追跡するために学校が指紋を使用することを擁護し、子どもたちの指紋は親の同意を得て採取され、子どもたちが学校を去ったら破棄されると貴族院に保証した。 ^{[ 97 ]}英国政府に対し、学校での生体認証の使用について利害関係者との完全かつオープンな協議を行うよう求める早期動議は、85人の国会議員の支持を得た（早期動議686）。^{[ 98 ]} 2010年5月に英国で保守党と自由民主党の連立政権が樹立された後、英国のIDカード制度は廃止された。^{[ 99 ]}

学校で従来の生体認証テンプレートを使用することによるセキュリティ上の影響について、多くの主要なITセキュリティ専門家が深刻な懸念を表明しており、^{[ 100 ]}そのうちの1人は「学校で『従来の生体認証』の使用を開始するのは全く時期尚早である」という意見を述べている。^{[ 101 ]}生体認証システムのベンダーは、自社製品が読解力の向上、給食の待ち時間の短縮、収益の増加など、学校にメリットをもたらすと主張している。^{[ 102 ]}しかし、彼らはこの見解を裏付ける独立した研究を引用していない。ある教育専門家は2007年に次のように書いている。「学校での生体認証の使用が子供たちの健康的な食生活を促進したり、読解力を向上させたりすることを示唆する発表済みの研究を1つも見つけることができなかった…そのような主張を裏付ける証拠は全くない」。^{[ 103 ]}

カナダのオタワ警察は、子供が誘拐されるかもしれないと心配している親に、子供の指紋を採取するよう勧めている。^{[ 104 ]}

指紋欠損症は非常にまれな疾患で、指紋がないのが特徴です。罹患者は指先、手のひら、つま先、足の裏が完全に滑らかですが、その他の医学的兆候や症状はありません。^{[ 105 ]} 2011年の研究では、指紋欠損症はタンパク質SMARCAD1の不適切な発現によって引き起こされることが示されました。^{[ 106 ]}この疾患は、先天的に指紋がないため、罹患者が旅行中に身元を証明しようとする際に遅延が生じることから、研究者によって移民遅延疾患と呼ばれています。 ^{[ 105 ]} 2011年の時点で、この疾患を持つ家族はわずか5家族しか報告されていませんでした。 ^{[ 107 ]}

ネーゲリ・フランチェスケッティ・ヤダソン症候群と網状色素性皮膚症は、いずれも外胚葉異形成症の一種であり、これらの患者には指紋がない。これらの稀な遺伝性症候群は、細くてもろい毛髪など、他の兆候や症状も引き起こす。

抗がん剤カペシタビンは指紋の消失を引き起こす可能性があります。^{[ 108 ]}蜂刺されなどによる指の腫れは、場合によっては一時的に指紋の消失を引き起こしますが、腫れが引くと指紋は戻ります。

加齢とともに皮膚の弾力性が低下するため、多くの高齢者の指紋は採取が困難になります。隆線が厚くなり、隆線の頂点と溝の底の間の高さが狭くなるため、隆線が目立たなくなります。^{[ 109 ]}

指紋は永久に消去することができ、犯罪者はこれを有罪判決の可能性を減らすために利用する可能性があります。消去は、指先を焼く、酸を使用する、整形手術などの高度な技術を使用するなど、さまざまな方法で実現できます。^{[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]}ジョン・ディリンジャーは酸で指を焼きましたが、以前の逮捕時と死亡時に採取された指紋は、依然としてほぼ完全に一致していました。^{[ 115 ]}

指紋は、隆線と谷のパターンとして画像化できます。指紋は、その独自性と永続性から、2000年代に最も広く使用されている生体認証識別子として登場しました。自動指紋認証システムは、法執行機関のニーズを満たすために開発され、民間用途での使用がより広まりました。広く展開されているにもかかわらず、信頼性の高い自動指紋認証は依然として課題であり、パターン認識と画像処理の文脈で広範囲に研究されています。指紋の独自性は、隆線と谷の全体的なパターン、または特徴点として知られる論理的な隆線の不連続性によって確立できます。2000年代には、特徴点が指紋の最も識別力が高く信頼性の高い特徴であると考えられていました。したがって、特徴点の認識が自動指紋認証の最も一般的な基礎となりました。自動指紋認証に使用されている最も広く使用されている特徴点は、隆線の終端と隆線の分岐です。^{[ 116 ]}

指紋の特徴

指紋隆線の特徴は、特徴点と呼ばれ、次のとおりです。^{[ 118 ]}

• 尾根の終端：尾根の急な終端
• 分岐：一本の隆起が二つに分かれる
• 短尾根または独立尾根：始まり、短い距離を移動し、その後終わる尾根
• 島状または点状：短い尾根の中にある、他のすべての尾根とつながっていない、または尾根の終端にある、単一の小さな尾根。
• 湖または尾根の囲い込み：単一の尾根が二股に分かれ、その後すぐに再び合流して単一の尾根として続くもの
• 突起：長い尾根から短い尾根が分岐した二股の地形
• 橋または横断路：2つの平行な尾根の間を走る短い尾根
• デルタ：Y字型の尾根が交わる
• コア：隆起模様の中の円

指紋センサーは、指紋パターンのデジタル画像をキャプチャするために使用される電子機器です。キャプチャされた画像はライブスキャンと呼ばれます。このライブスキャンはデジタル処理され、生体認証テンプレート（抽出された特徴の集合）が作成され、保存されて照合に使用されます。光学式、静電容量式、RF式、熱式、ピエゾ抵抗式、超音波式、圧電式、MEMS式など、多くの技術が使用されています。^{[ 119 ]}

• 光学式スキャナーは、デジタルカメラを使って指紋の画像を撮影します。
• 静電容量式またはCMOSスキャナーは、コンデンサ、ひいては電流を利用して指紋の画像を形成する。
• 超音波指紋スキャナーは、高周波の音波を用いて皮膚の表皮（外側の層）を透過させる。
• サーマルスキャナーは、指紋の隆線と溝の間の接触面における温度差を感知する。

家電製品のログイン認証

2000 年以降、電子指紋リーダーは民生用電子機器のセキュリティ アプリケーションとして導入されました。指紋スキャナーは、ログイン認証やコンピューター ユーザーの識別に使用できます。しかし、あまり高度ではないセンサーの中には、ゲルに偽の指紋を流し込むなどの非常に単純な欺瞞方法に脆弱であることが判明しているものもあります。2006 年、指紋センサーはノートパソコン市場で人気を博しました。ThinkPad 、VAIO、HP Pavilion、EliteBookなどのノートパソコンに内蔵されているセンサーは、スクロール ホイールなどのドキュメント スクロールのモーション 検出器としても機能します。^{[ 120 ]}

指紋認証をスマートフォンに統合した最初のスマートフォンメーカーは、2011年にAtrix 4Gを発売したMotorolaと、2013年9月10日にiPhone 5Sを発売したAppleの2社でした。その1か月後、HTCは指紋認証を搭載したOne Maxを発売しました。2014年4月には、Samsungがホームボタンに指紋センサーを統合したGalaxy S5を発売しました。 ^{[ 121 ]}

iPhone 5S モデルの発売後、ドイツのハッカー集団が 2013 年 9 月 21 日に、ガラス面から指紋を撮影し、その撮影した画像を認証に使用することで Apple の新しい Touch ID 指紋センサーを回避したと発表した。同集団の広報担当者は、「これで指紋生体認証に関する人々の幻想がようやく払拭されることを願っている。変更できないものを毎日どこにでも置きっぱなしにしてセキュリティ トークンとして使用するのは、まったく愚かなことだ」と述べた。^{[ 122 ]} 2015 年 9 月、Apple はiPhone 6Sで iPhone ホーム ボタンに新しいバージョンの指紋スキャナーを搭載した。Touch ID指紋スキャナーの使用はオプションで、画面のロック解除やモバイル アプリの購入の支払いに設定できた。^{[ 123 ]} 2015 年 12 月以降、100 ドルの UMI Fair など、指紋認識機能を備えたより安価なスマートフォンが発売された。^{[ 121 ]}サムスンは2014年に中級Aシリーズのスマートフォンに指紋センサーを導入した。 ^{[ 124 ]}

2017年までに、ヒューレット・パッカード、Asus、ファーウェイ、レノボ、アップルはノートパソコンに指紋リーダーを使用していた。^{[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ]} Synapticsは、SecurePadセンサーがOEM向けにノートパソコンへの組み込みを開始できるようになったと述べている。^{[ 128 ]} 2018年、Synapticsは、ディスプレイ内蔵指紋センサーが新しいVivo X21 UDスマートフォンに搭載されることを明らかにした。これは、独立したセンサーとしてではなく、タッチスクリーンディスプレイ全体に統合された最初の量産指紋センサーだった。^{[ 129 ]}

照合アルゴリズムは、認証目的で、以前に保存された指紋のテンプレートと候補指紋を比較するために使用されます。これを行うには、元の画像と候補画像を直接比較するか、特定の特徴を比較する必要があります。^{[ 130 ]}

他の動物の中には、特に登ったり濡れた物をつかんだりする生活様式を持つ動物は、独自の指紋を進化させてきました。これには、ゴリラやチンパンジーなどの多くの霊長類、オーストラリアのコアラ、北米のフィッシャーなどの水生哺乳類が含まれます。^{[ 132 ]}ある研究によると、電子顕微鏡を使っても、コアラと人間の指紋を区別するのはかなり難しい場合があります。^{[ 133 ]}

• ウィキメディア・コモンズにある指紋関連のメディア
• 「指紋」。Merriam - Webster.com辞書。Merriam-Webster。OCLC 1032680871。 
• インターポール指紋調査
• 米国国立標準技術研究所における指紋の研究および評価。