（交通运输工程专业论文）船员证书现场查验自动识别系统设计研究.pdf

上海海事大学交逼运输工程硬士论文 摘要 当前船员持伪造适任证书上船任职的现象非常严重，已引起各国海事当局的 关注，国际海事组织( i m o ) 从2 0 0 0 年起已收到有关国家提交的关于打击伪造证 书非法行径的提案并列入近年船员培训和值班分委会( s t w ) 的会议议题。本文 针对目前船员持伪造适任证书上船任职的严重问题，提出在原有设备的基础上， 引进先进的人体生物鉴别系统，即指纹i c 卡身份验证技术，建立船员信息数据 库，实现信息数据共享，构建动静结合的信息平台，以改进现场监督管理手段， 打击持伪造船员证书上船任职及人证不符的严重现象，提升海事管理的质量和管 理的水平。 本设计和研究根据海事系统目前的信息化应用程度，信息共享状况，及当前 现船员场查验管理面临的主要问题和信息技术的发展趋势，将指纹i c 卡身份验 证技术引进现场查验管理中，近期以实施船员i c 卡工程，来解决信息资源不足 及现场动态管理与静态管理信息共享困难为突破口，实现对船员身份的准确验 证，杜绝假证，中期实现船员信息一卡制管理，远期作为一种打击假证非法行径 的有效措施，形成提交国际海事组织的提案。 本设计和研究重点对第一阶段目标，首先继承现有管理系统中的精华部分， 采用b s 与c s 相结合的设计，将现有船员信息管理系统升级，并预留指纹身份 验证系统数据接口。其次将通过系统分散采集人体唯一指纹特征值，连同其它船 员信息，利用船员信息管理软件和i c 卡读写器，制成具有外部防伪标志，内部 存储指纹及其他船员信息的i c 卡，海事机构现场管理人员采用可流动的便携式 指纹i c 卡身份验证手持机，通过照片及指纹特征的一比一比对，确保船员身份 的真实性，使系统能做到即时的固定点查验和流动现场查验，从而杜绝假证。并 使用i c 卡实现联网进行了设计，它以i c 卡为媒介，利用手持机可写和可下载的 功能来交换船员现场动态管理的信息与静态管理的信息，达到信息共享。同时， 根据海事机构的行政体制、管理模式、业务需求、具体应用确定了i c 卡功能、 类型、结构，内容以及读写权限，对i c 卡管理系统及卡系统安全进行了设计。 通过本设计和研究，可填补国内在打击假证书非法行为，改变现场监督管理 手段上的空白，由于指纹所具有的唯一性，使得船员管理在安全上得以质的飞跃。 有效地促进我国海事管理水平的提高。 关键词：船员现场查验设计i c 卡指纹身份验证 上海海事大学交通运输工程硕士论文 a b s t r a c t a tp r e s e n tt h ep r o b l e mt h a tt h es a i l o r sg e tai o bo ns h i pw i t haf o r g e d q u a l i f i c a t i o nc e r t i f i c a t i o ni sv e r ys e r i o u s ，a n dt h i sh a sc a u s e dt h ea t t e n t i o no f e v e r yc o u n t r y sm a r i t i m ea f f a i ra d m i n i s t r a t i o n s i n c e2 0 0 0i n t e r n a t i o n a i m a r t t l m ea f f a i r0 r g a n i z a t i o nh a sr e c e i v e dt h ep r o p o s a ia b o u tt h ec r a c k d o w no f i l l e g a ia c t i o no nf o r g e dc e r t i f i c a t e a n dh a sm a d ei to n ei t e mo ft h ea g e n d ai n t h es a i l o r st r a i n i n ga n ds 1 、mi nv i e wo ft h es e r i o u sp r o b l e mt h a ts o m es a i l o r s a e taj o bo ns h i pw i t haf o r g e dq u a l i f i c a t i o nc e r t i f i c a t i o n t h i sa r t i c l ep r o p o s et o t a k eas e r i e sa c t i o n si n c l u d l n gt h ei n t r o d u c t i o no fa d v a n c e dt e c h n o l o g ys u c h a si d e n t i f i c a t l o nb i o l o g i cr e c o g n i t i o ns y s t e m - - f i n g e r p r i n ti cc a r di d e n t m c a t i o n r e c o g n i t i o nb a s e do nt h ef o r m e rm e c h a m s m t h ed a t ab a s ef o u n d a b o no f s a i l o r s i n f o r m a t l o n t h es h a r eo fs a i l o r s i n f o r m a b o nd a t a t h ef o u n d a t i o no f i n f o r m a h o nb a s ec o m b i n e db yd y n a m i ca n ds t a t i ci n f o r m a t i o na n ds oo ns oa s t oi m p r o v et h ew a y so ff i e l ds u p e w i s i o na n dm a n a g e m e n ta sw e l ia st oc r a c k d o w no nt h ei i l e g a lp h e n o m e n o no fs a i l o r s w o r k i n gw i t hf o r g e dq u a l i f i c a t i o n c e r t i f i c a t e w i t ht h eh e l po ft h ea b o v ea c t i o n s ，t h eq u a l i t ya n dm a n a g e m e n t d e g r e e 甜m a n t i m ea f f a i r sa d m i n i s t r a t l o nc o u l db el m p r o v e d i nt h el i g h to f t h ea p p l i c a t i o nd e g r e eo fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h e i n f o r m a b o ns h a r es t a t u s t h em a i np r o b l e mi nt h es a i l o r si d e n t l f i c a t i o n r e c o g n i t i o na n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n do fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h ea r t i d e i n t r o d u c et h et i n g e r p r i n ti cc a r di d e n t i f i c a t i o nr e c o g n i t i o nt e c h n o l o g yi n t ot h e f i e l dr e c o g n i t i o nm a n a g e m e n ts oa st oa c h i e v eg o a l si nt h r e ep e r i o d s 1 nt h e n e a rf u t u r e w i t ht h ea p p l i c a b o no fs a i l o ri cc a r dp r o i e c tw et r yt or e s o l v et h e p r o b l e mo fi n s u f f i c i e n c yo fi n f o r m a t l o nr e s o u r c a ：r e g a r d i n gt ot h es h a r e d i f f i c u l t yo ff i e l dd y n a m i cm a n a g e m e n ta n ds t a t i cm a n a g e m e n t ，m a k ei ta b r e a k t h r o u g hp o i n ts o a st or e a h z et h ec o r r e c tr e c o g n i t i o nf o rs a i l o r s i d e n t i f i c a t i o na n dt h ep r o h i b i t i o no ff o r g e dc e r t i f i c a t el nt h em i d d l ep e r i o d r e a l i z et h eg o a io fs a i l o ri n f o r m a t l o nm a n a g e m e n tt h r o u g hac a r d i nt h ef u t u r e m a k ei tap r o p o s a if o ri n t e m a h o n a im a r i b m ea 仟a ro r g a n i z a t i o na sa ne f f e c t i v e m e a s u r ei nc r a c k i n gd o w ni i l e g a la c t i o n ss u c ha sf o r g e dc e r t j f i c a t e t h i sd e s i g na n dr e s e a r c hi sp a r t t c u l a r l ys e tu dw i t ht h ea c c o r d a n c eo ft h e f i r s ts t a g e sg o a l a tf i r s tw i t ht h eh e n t a g eo ft h ec r e a mo fe x i s t i n gm a n a g e m e n t s y s t e ma n dt h ea p p l i c a t i o no ft h ed e s i g n e dc o m b i n e db yb sa n dc s 。w e u p g r a d et h ee x i s t i n gs a i l o r si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m 。a n da tt h es a m e t i m ew ep r e p a r et h e d a t ai n t e r f a c eo ff i n g e r p r i n tj d e n t l f i c a t i o nr e c o g n i t i o n s y s t e mi na d v a n c e t h e nw i t ht h eh e l po fs a d o ri n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s o f t w a r ea n di cc a r dr e a d - w r i t em a c h i n e w ec a np u tt h es a d o r sf i n g e r p r i n t i n f o r m a t i o na sw e l ia ss o m eo t h e rs a i l o r si n f o r m a t i o nj n t ot h ei cc a r dw h i c h n o to n l yh a sa n t i - c o u n t e r f e i tc h a r a c t e ro u t s i d e b u ta l s oh a st h es a i l o r s p e r s o n a ij n f o r m a t l o ni n s i d e t h r o u g ht h em o b i l ea n dp o r t a b l ef i n g e r p r i n ti c c a r di d e n t i f i c a t i o n r e c o g n i t i o nm a c h i n e t h ef i e l dm a n a g e m e n ts t a f ff r o m m a r i t i m ea f f a i r s o r g a n l z a t l o n sc a nf i g u r eo u tt h ea u t h e n t i c i t yo fs a i l o r s j d e n t f l i c a t i o na f t e rc o m p a r i n gt h ep h o t oa n dt h eu n i q u ef i n g e r p r i n tr e s p e c t i v e l y , w h i c hm a k e st h er e c o g n i t i o ni nf i x e df i e l da n df l o w i n gf i e l da v a i l a b l ea ta n y t l m ea n dp u te n dt 0t h et o r g e dc e r t i f i c a t e 上海海事大学交通运输工程硕士论文 w h a ti sm o r e w eh a v ed e s i g n e dt h ei cc a r do n l i n ef u n c t i o n t a k i n gt h ei c c a r ae sm e d i a 。w ec a ne x c h a n g et h es a d o r sf i e l dd y n a m i cm a n e g e m e n t i n f o r m a t i o na n ds t a t i cm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nt h r o u g ht h ew r i t a h i ea n d d o w n l o a d a b l ef u n c t i o no fp o r t a b l em a c h i n e w h i c hm a k e st h ei n f o r m a t i o n s r l a r e d a tu l es a m e t i m e ，a c c o r d i n gt ot h ee x e c u t i v em e c h a n i s m m a n a g e m e n tm o d e l ，b u s t n e s sr e q u i r e m e n ta n dd e t a d e da p p l i c a t i o nt h ei c c a r df u n c t i o n 。t y p e s t r u c t u r e ，c o n t e n ta n dr e a d - w r i t ea u t h o r i z a t i o nl i m i ti s d e s i g n e dr e s p e c t i v e l y , a n dw eh a v ed e s0 9 n e dt h ep r o t e c t i o nf u n c t i o nf o rt h e s a f e t yo fl cc a r dm a n a g e m e n ts y s t e ma n dc a r ds y s t e m t h r o u g ht h i sd e s i g na n dr e s e a r c h ，w ec a r lm a k eu pt h es h o r t a g ei n c r a c k i n g d o w no nf o r g e dc e r t i f i c a t ea n dt h ei n s u f f i c i e n tm e a s u r eo ff i e l d s u p e r v i s i o na n dm a n a g e m e n t d u et ot h eu n t q u e n e s so ff i n g e r p r i n t ，i ns a f e t y f i e l di tm a k e st h es a t l o r si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts t e pi n t oa nu p p e rs t a g e a n dh a si m p r o v e dt h em a n a g e m e n t d e g r e eo fm a r i t i m ea f f a i r se f f e c t i v e l y w u y a n p i n g ( m t e ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rg a o d e y ia n d y a o z o n g m i n g k e y w o r d s ：s a i l o r ，f i e l dr e c o g n i t i o n ，d e s i g n ，i cc a r d ， f i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o nr e c o g n i t i o n 上海海事大学交通运输工程硬士论文 刖 罱 9 1 l 恐怖袭击事件后。国际海事组织( i m o ) 针对9 1 l 恐怖袭击事件通过 了一项大会决议，决议要求i m o 采取适当海事安全措惑，防止威胁乘客和船员人 身安全和船舶安全的恐怖主义行为。由于海员直接参与旅客和货物的国际运输， 有机会进入各个国家的港口，海员身份的真实性和可核实性被航运业认为是改善 海事安全的重要问题之一。 近年来，随内地经济市场的活跃和对外开放力度的不断加大，尤其是在我国 加入世界w t o 组织后，航运作为内地物资交流和对外交流的窗口，正在发挥出其 无法替代的作用，航运事业不断发展，运营规模不断扩大，船舶类型、用途多样 化，数量和航线较以前都有了大幅度增多，对各种证件的使用率已提高到了让人 无法忽视的地步，与此同时，通过伪造各种证件从而达到各种非法目的事件频频 发生，有些船主和船员为了追求眼前的利益，投机取巧，不顾安全，从社会不法 分子手中购买假的船员证书( 以下称假证) ，对付海事部门的检查，为社会造假、 贩假打开了方便之门，严重扰乱了内河船员管理秩序，给水上交通带来了重大安 全隐患。基于此，如何突破传统身份验证仅靠主观判断和各种客观因索对正确判 断造成的无法确定，从而使验证工作受到限制的矛盾。便显得重要起来。面对这 样一种情况，建立一套行之有效的身份确认系统，是确保海事管理工作顺利进行 的重要保障。 本文主要设计船员证书现场查验自动识别系统( a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o n s y s t e m ) ( a i s ) 系统，研究以海事信息系统的软硬件平台为依托，引进指纹i c 卡身份验证技术，应用成熟的计算机技术、网络通信技术、数据库技术和i c 卡 技术，实现杜绝假证，船员信息一卡制管理，从而提升整个海事的管理水平。指 纹i c 卡身份验证技术是当今最为先进的安全检查手段之一，在国内乃至国际船 员管理系统中使用实属先例，引进指纹身份验证技术将是海事管理上的一大进 步。 上海海事大学交通运输工程硬士论文 第一章船员证书现场查验自动识别系统产生的背景 为实现海事工作的新发展，稳步加快基础设施和执法装备建设步伐，有力推 进信息化进程，中国海事局以科学发展观为指导，创新了海事新发展的理念，深 化了海事新发展的具体内涵，提出了建设“三个海事”( 交通海事、阳光海事、 数字海事) 的发展理念和管理目标。其中数字海事就是将计算机管理融合在海事 工作中，通过信息技术，改革传统工作方式、提升监管能力和服务水平，实现海 事工作的信息化、标准化、现代化。海事的发展必须是硬件和软件的统一发展， 装备和能力的并重发展。 1 1 船员证书现场查验概述 根据中华人民共和国海船船员适任考试、评估和发证规则( 交通部令2 0 0 4 年第6 号) 和中华人民共和国内河河船舶船员适任考试发证规则( 交通部令 2 0 0 5 年第1 号) 的要求，船员必须经过海事管理机构的培训和考试，取得与船 舶类别等级相适应的船员适任证书，才有资格在船上任职。持证者可以在允许的 范围( 适任的类别、等级、职务、航区等) 内正常使用，在船员任职期间，假如发 生了海上事故，视事故严重程度将实行违法记分和相应的处罚，并在船员信息管 理数据库中做记录。为了加强船员证后管理，海事管理机构主要采取现场查验的 方式了解船员的适任情况。现场查验的流程一股分为交验、查验、核实三个阶段， 查验过程中，海事机构的现场管理人员首先对各类船员证书的真伪进行鉴别，然 后查验船员所持证书是否齐全，是否适任等。现场管理人员对于证书的真伪和适 任情况有疑问时，可要求船员证书的签发机关协查，待证书签发机关回复后作出 相应的处理。 传统的身份证件防伪手段般采用照片加钢印及文本对比的方式，随着安全 性要求的提高，发展为日后的专用防伪纸加各种防伪标志，然而，对身份验证起 安全性威胁的环节，往往会在识别过程中，由于证件的长期使用，检查人员仅肉 眼对照片和本人进行比对时产生误判或无法确定。而社会上的不法分子，在制造 假证时，几乎到了以假乱真的程度。特别是近年来，由于在内河船舶上发现持假 证、伪证、冒用他人征件的情况特别多。造成了水上运输安全严重隐患；从现场 上海海事大学交通运输工程珂i 士论文 查验的情况看，海事机构现场管理人员。对违章船员的查验和监督管理手段仍是 十分传统和落后。由于管理系统不够完善，造成查验手段的不科学、不规范、不 严谨、查验范围不全面、查验工作受条件限制而不能达到及时，加之信息传递覆 盖面不够广泛，传递不够及时，致使查验死角的存在，使科学管理仅仅成为了一 种理想化的方案。因此，我们要改变这种状况，就必须采取有效的手段，为一线 检查人员对船员进行查验和识别真假证件时，配备个科技含量较高的工具，才 能提高我们海事系统的管理水平和执法力度。 1 2 人为因素对水上安全形势的影响 根据i m o 近年来统计，海上船舶重大事故8 0 以上是人为错误引起的，人为 因素是造成海事的主要原因，已成为航运界不争的事实。如何使船舶更安全，海 洋更清洁，己成为全球关注的焦点。2 0 0 3 年，事故报告分析显示，一周内同一 船员在不同的航线上连续发生三次撞船事故，后果严重，造成影响及其恶劣，经 济损失巨大，企业效益和各项指标都受到相当程度的影响。更有甚者，专门制造 假证，非法驾驶各类船舶，或不在适任的范围内行驶，由于技术不合格和对航线 的不熟悉，造成碰撞、触礁、搁浅等一系列事故时有发生。国际航运中，对于船 员的身份鉴别，至今尚未有一种j j ：之有效的鉴别方式，每年因此而发生的各类事 故触目惊心，造成的损失无法估量。要降低海事发生率仅仅依靠设备的先进、可 靠性以及船舶航行条件的改善等难以达到目的。 关于人为因素对船舶安全的影响，已引起国际航运界的高度关注。i m o 为此 专门设立了人为因素分委会，专门就此进行研究，旨在能采取有效措施抑制人为 因素故障的作用。同时，世界各国如美国、英国、德国、日本及澳大利亚等国家 均投入了相当的人力、物力针对海上安全中的人为因素各自在进行长期相关的跟 踪研究。在我国国内这一项目的研究尚属起步阶段，本文的设计和研究成果能有 效地减少人为因素对水上安全形势的影响。 1 3 目前我国船员管理的现状和存在的主要问题 自一九七八年恢复船员考试发证制度以来，海事机构在制定规章、执行规章、 3 上海海事大学交通运输工程硕士论文 规范管理等方面做了大量的工作，在提高船员整体素质、严格把好入口关以及日 常的船员证书管理等方面发挥了积极的作用。但是，对于船员证后管理和现场查 验管理方面，二十多年来，一直都是沿用传统的管理模式和操作手段，且各种信 息处于半封闭状态。 1 3 1 一线的现场查验人员缺乏辨认证书真伪的能力 随着航运业的不断发展和s t c w 7 8 公约的全面实施，船员证书的不同种类全 面更新，一线的现场查验人员对于不同种类、不同版本的各类证书缺乏辨认汪书 真伪的能力。 l3 2 不能杜绝查验死角的存在 由于管理系统不够完善，造成查验手段的不科学、不规范、不严谨、查验范 围不全面、查验工作受条件限制而不能达到及时，加之信息传递覆盖面不够广泛， 传递不够及时，致使查验死角的存在，使科学管理仅仅成为了一种理想化的方案。 l - 3 3 各种证书未集成一体，使用和查验均不方便 船员上船任职时须根据服务船舶的种类、等级和航行区域持有船员服务 簿、船员适任证书、专业培训合格证和特殊培训合格证( 如需) ，对于 航行国际航线和港澳航线的船员还需持有海员证等。证书管理复杂，换证成 本高，周期长。证件集成化，能有效降低企业管理成本，减少管理中间环节，提 高工作效率。 1 3 4 对于船员的身份鉴别，至今尚未有一种行之有效的鉴别方式。 目前船员证书的管理方法所采取是文字相片+ 钢印+ 防伪标志的传统形式。这 样由于证件长期使用而现场查验人员仅凭肉眼对照片和本人进行比对，常会有因 船员身体外型及容貌的变化而难以辨认船员的真实身份，产生误判时有发生。由 于船员的身份不能准确鉴别，造成人证不符的现象，给社会不法分子钻了空子。 每年因此而发生的各类事故触目惊心，造成的损失无法估量。 1 3 5 没有建立一个动态的船员电子档案。 船员的电子档案包括船员的基本信息、个人档案、技术跟踪档案和违章记 录等。由于没有建立一个动态的船员电子，现场监督管理不能得到全面的资料， 船员管理部门也不能得到现场监督查验和处罚的资料。流动查验手段与固定查验 上海海事大学交通运输工程硕士论文 未能有机结合，使最为有效也是最为直观的查验措施无法在实际工作中合理运 用。 1 3 6 证书的核实费时、费力且效率低。 按目前的船员管理现状，证书的核查是需核查的机关通过传真或电话等通知 签发机关核实，签发机关核实后再用传真或电话等形式通知对方，这样的核查方 式周转时间长且不直观。 i 4 国内外研究现状 9 1 1 恐怖袭击事件后，国际社会增强了对港口和船舶保安的关注，新的海 员身份证件通过现代技术手段和国际合作，核实在港口、机场和船舶上的海员的 身份，将为国际反恐保安做出积极贡献。 由于国际劳工组织( i l o ) 已有的第1 0 8 号公约规定的海员身份证件不能保 证有关国家对海员身份真实性的核查要求，因此i m o 和i l o 两个国际组织协商， 由i l o 对第1 0 8 号公约进行修订。于是在2 0 0 3 年6 月召开的第9 1 届国际劳工大 会上，国际劳工组织( i l o ) 通过了( 2 0 0 3 年海员身份证件公约( 修订) ( 第1 8 5 号公约) 。这个公约修订了i l 0 1 9 5 8 年通过的( 海员身份证件公约) ( 第1 0 8 号公 约) 。 新公约制定了全球统一的证件格式和具体技术参数。防伪技术的新成果将应 用到海员身份证件中，使海员身份证件的防伪措施能够随着技术的进步而得以改 进。海员身份证件的最主要特征是引入了海员指纹的生物测定信息。 为了防止将海员身份证件发给不应该得到该证件的人员，新公约要求缔约国 建立国家档案数据库，尽快答复其他国家提出的查询要求。建立公开透明的发证 程序并受到国际监督，这种程序不仅能覆盖保护证件安全的措施，而且应保护国 家数据库中的信息，以保护海员的个人隐私。 我国国内船员自动识别系统h i s ( a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ) 研究 起步较晚，目前仅有3 - 4 年的时间，对h i s 的认识还在起步阶段，仅对外国资料 进行阅读和学习，未进行实质性研究、设备的研制和引进新的试验。因此，我们 要加快速度，按照i m o 的性能标准，早日研制出符合国际标准的船员自动识别系 统，填补运用船员自动识别系统提高海事船员技术含量的空白，并赶在强制设备 上海海事大学交道运输工程硕士论文 前拿出国产的实用性设备，增加船员指摸识别管理系统，以适应国际劳工组织对 成员国建立国家电子数据库的要求。 1 5 研究的目的和意义 安全是效益和各项指标的必要保障。要降低海事发生率仅仅依靠船员上设备 的先进、可靠性以及船舶航行条件的改善等难以达到目的。因此，从研究船员证 书现场查验自动识别系统角度入手，探索减少人为因系的影响，保障水上安全形 势具有重要的现实意义。同时，将原系统内的计算机网络合理统一，正确运用使 其在运作中达到完全监控系统管理人员工作情况的效果，消除查验死角，杜绝安 全隐患，让安全落到实处，可有效防止各类事故的发生。 结合现有的管理系统模式，将指纹i c 卡身份验证技术融入其中，把指纹资 料和船员各种信息汇总后写到一张i c 卡中，海事现场管理人员需要对某一船员 验证身份时，将该船员所持i c 卡置于指纹i c 卡验证机中，并按下船员自己已注 册过的指纹，查验机将采集到的指纹信息与数据库中储存的指纹信息比对，就可 以查出该船员的真实身份。这样可改变现场监督管理手段，提高一线人员查验证 书的能力，严厉打击持假证的非法行径。同时，现场查验人员可以随时随地的对 某艘船上的船员进行检查，船员可以拿着i c 卡到办公地点查验，也可以由现场 查验人员拿着手持机到船上检查，灵活机动。由于这一张卡上有船员的指纹以及 各种详细的资料，船员身份的安全性也将会大大的提高。 船员违章时，现场查验人员可通过1 c 卡做好记录，把数据导入船员管理数 据库。管理数据库储存船员的各项资料( 包括船员的违章纪录) ，船员进行各类 签注时，只需在改写或增加纪录即可。固定和流动的查验机内储存船员管理系统 的违章船员黑名单，查验时如果被查船员属违章船员，查验机会马上校验出相应 结果，现场查验人员即可做出相应处理。这样，可实现动态的船员电子档案，达 到动态管理与静态管理有机结合，突破传统管理模式，提高船员管理的科技含量。 目前船员管理中，证书的核查是需由核查的机关通过传真或电话等通知签发 机关核实，签发机关核实后再用传真或电话等形式通知对方，这样的核查方式周 转时间长且不直观。船员管理信息系统的联网可实现船员管理信息资料的共享， 改变核查证书模式。 指纹i c 卡可将船员的所有资料都集中在这一张卡上，免去了船员携带各种 上海海事大学交通运输工程硬士论文 证件的诸多不便，现场查验人员检查时也能省时省力，可有效降低管理成本，减 少管理中间环节，提高工作效率。 随着s t c w 公约的全面生效和航运业的不断发展，船员的身份验证在船 员管理工作中显得越来越重要，为使全面修正后的s t c w 公约在中国充分和 完全的实施，将生物信息测定技术( 如指纹i c 卡身份验证技术) 引进船员管理 中将会是一大进步。且国内还未有先例，因此有必要对这一课题进行研究。 上海海事大学交通运输工程硕士论戈 第二章引进船员身份验证技术的必要性 社会的发展对各种证件的使用、尤其是身份证件的使用率已提高到了让人无 法忽视的地步，与此同时，通过伪造各种船员证件从而达到各种非法目的的事件 频频发生，给社会治安的经济秩序造成了许多不必要的麻烦的损失。因此，如何 突破传统身份验证仅靠主观判断和各种客观因素对正确判断造成影响，从而使验 证工作受到的限制，便显得十分重要。 科技的飞速发展不仅仅是给人类创造一个高度文明的现代社会，更重要的 是，文明社会创造出巨大的大脑以外的信息存储空间，人们可以随心所欲的运用 其进行高速信息处理，以最短的时间和合理有效的方式，做出正确的判断和选择， 来保证日常工作和生活秩序的正常运行和协和。整个社会是一部高速运转的机 器，而每个人作为机器的一个部件必须有其正确合理的坐标，那么作为现代社会 成员，应该具备怎样的坐标，又如何给这个坐标进行定位呢。书面文本+ 照片+ 防伪覆膜+ 内部存储文本信息+ 指纹信息= 真正的安全身份证明。也就是说一张真 正的安全身份证明，是由一张卡和内部储存文本及个人指纹档案组成的。 2 i 指纹身份验证技术的安全性 安全性是许多系统要首先考虑的问题，尽管使用者一向都相当讨厌安全检查 机制介入他们的工作中，但管理者仍然需要这样一种检查访问和使用情形的手续 与方法。如果没有办法清楚明确的辨认使用者身份的话，那么你也将无法确认是 哪位使用者，以及他究竟操作了什么。所以使用者会被强迫去进行一些密码机制 或硬件标志，借以帮助我们去追踪究竟是谁? 做了些什么? 现行的许多计算机系统中，包括许多非常机密的系统，都是使用“用户i d + 密码”的方法来进行用户的身份认证的访问控制的。实际上，这种方案隐含着一 些问题。例如，密码容易被忘记，也容易被别人窃取。而且，如果用户忘记了他 的密码，他就不能进入系统，当然可以通过系统管理员重新设定密码来重新开始 工作，但是一旦系统管理员忘记了自己的密码，整个系统也许只有重新安装后才 能工作。有关机构的调查表明，因为忘记密码而产生的问题已经成为i t 产商售 后服务里最常见的问题之一；密码被别人窃取则更是一件可怕的事情，因为用心 不良的人可能会进一步窃取公司机密数据、可能会盗用别人的名义做不正当的事 上海海事大学交通运输工程硕士论文 情、甚至从银行、a t m 终端上提取别人的巨额存款。实际上，密码的盗取比较容 易，别人只要留意你在计算机终端前输入口令时的击键动作就可以知道你的密 码，甚至通过你的生日、年龄、姓名或者其他一些信息猜出你的密码，许多人使 用自己的生日作为密码，密码还是可以被破解，众所周知，高度机密的美国一些 军事机构的计算机网络曾不止一次一被黑客侵入，黑客们实际上就是解破了这些 计算机网络的某一合法用户的密码来开始的。尽管现行系统经常要求用户及时改 变他们的口令，来防止盗用口令行为，但这种方法不但增加了用户的记忆负担， 也不能从根本上解决问题。随着科技的进步，指纹身份验证技术已经进入我们的 日常生活之中。目前，在世界上许多公司和研究机构都在指纹身份验证技术的研 究中取得一些突破性的技术，从而推出了许多新产品，这些产品已经开始在许多 领域得以运用。是非常具有应用价值和前景的。 除了计算机网络及其应用的系统外，一些传统的也有需要进行身份验证的场 合，也存在着类似的安全性问题。例如证件的伪造和盗用以及不正当的转借等。 一些犯罪通过伪造证件进入机密场所窃取机密信息，有的犯罪伪造签证和护照非 法入境或移民，这是因为传统的证件使用了易于伪造、未经加密的纸制证件。现 行的系统安全性技术己经遭遇严峻的挑战l 寻求一种安全可靠的身份识别方法， 其重要性由此可见。 2 2 指纹身份验证技术的优越性 由于人体的身体特征具有不可复制的特征，人们将目光转向了生物识别技 术，希望可以籍此技术来应付现行系统安全所面临的挑战。要把人体特征用于身 份识别，这些特征必须具有惟一性和稳定性。研究和经验表明，人的指纹、掌纹、 面孔、发音、虹膜、视网膜、骨架等都具有唯一性和稳定性，即每个人的这些特 征都与别人不同、且终生不变，因此就可以据此识别人的身份。基于这些特征， 人们发展了指纹识别、面部识别，发音识别等多种生物识别技术，目前许多技术 都有已经成熟并得以应用。其中，指纹身份验证技术更是生物识别技术的热点。 相对于其它生物特征鉴定技术例如语音识别用视网膜的识别，自动指纹识别 是一种更为理想的身份确认技术。其优越性表现如下： 每个人的指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的手指指纹。1 9 世纪末，英国学者亨利写出了专著，将指纹的特征用识别原理加以分析归纳，科 上海海事大学交遇运输工程硕士论史 学地指出了人的指纹各不相同，并提出了基于指纹特征进行识别的原理和方法， 以后衍生出的各种识别方法都是基于该理论。按利的理论，一般人的指纹在出生 后9 个月得以成型并终生不变；每个指纹一般都有7 0 一1 5 0 个基本特征点。从概 率学的角度，在两枚指纹中只要有1 2 一1 3 个特征点吻合，即可认定为同一指纹。 按现有人口计算，上述概率1 2 0 年才可出现两枚完全相同的指纹。 每个人的指纹是相当固定的，很难发生变化。例如，指纹不会随着人的 年龄的增长、或身体健康程度的变化而变化，人的声音却有着较大的变化。 便于获取指纹样本，易于开发识别系统，实用性强。目前已有标准的指 纹样本库，方便了识别系统的软件开发；另外，识别系统中完成指纹采样功能的 硬件部份( 即指纹采集仪) 也较易实现。而对视网膜则难于采样，也无标准的视 网膜标准库供系统开发软件使用，这就导致视网膜识别系统难以开发，可行性较 低。 一个人的十指指纹皆不相同，这样，可以方便地利用多个指纹构成多重 口令，提高系统的安全性。同时，并不增加系统的设计负担。 指纹识别中使用的模板并非最初使用的指纹图，而是由指纹图中提取的 关键特征，这样使系统对模板库的存储量较小，另外，对输入的指纹图提取关键 特征后，可以大大减少网络传输的负担，便于实现异地确认，支持计算机的网络 功能。 2 3 指纹身份验证技术的市场日趋成熟 指纹采集器的成本大副下降，使其进入民用成为可能。 i t 行业焦点问题已由y 2 k 问题转向安全问题。 安全问题中密码成了最薄弱的环节，人们在密码、智能卡的应用中，不 断发现其局限性。 美国电子签名法案的通过使全球都在关注着电子签名的最佳模式。 电子商务规模的不断扩大伴随着因安全漏洞产生的黑客犯罪。 工业标准即将出台。 以微软和英特尔为首的i t 行业巨头们正尝试把指纹技术纳入其标准体 系中。 国家或地区以法律或条例的形式规定了必须使用指纹技术的场所，如日 上海海事大学交通运输工程硕士论文 本、香港等指纹身份证、指纹护照，中国大陆和美国在社保方面的指纹应用等。 2 4 指纹身份验证技术的可靠性 指纹识别系统不但运行可靠，而且安全性也比相同可靠性级别的“用户i d 一密码”方案的安全性高得多。例如采用四位数字密码的系统，不安全概率为 0 0 1 ，如果同采用误判率为0 0 1 指纹识别系统相比，在安全性能方面就要低 得多。还有，就是一些不诚实的人通过某些程序可以在某一段时间内试用所有有 可能的密码，并有可能会破解密码。因此四位密码并不安全检查。但是在指纹系 统方面他绝对不可能找到一千个人去为他把所有的手指( 十个手指都试一遍) ， 而且都未必能够破解开。正因为如此，权威机构认为，在应用中1 的误判率就 已经可以接受了，更何况目前的技术指标已经远远超过了这个范围。 要权衡易用性和安全性。一个有效的方法是比对两个或更多的指纹，从而在 不损失易用性的同时，极大地提高了系统安全性。指纹身份验证技术可以通过几 种方法应用到许多方面。本文在上面已经介绍过的通过使用指纹验证来取代各个 计算机应用程序的密码就是最为典型的实例。可以想象如果计算机上的所有系统 和应用程序都可以使用指纹验证的话，人们使用计算机就会非常之方便和安全， 用户也将不再讨厌必要的安全性的检查，而i t 开发商的售后服务工作也会减轻 许多。i b m 公司已经开发成功并广泛应用的g l o b es i g no n 软件通过定义唯一的 口令，或者使用指纹，就可以在公司的整个网络上畅行无阻。把指纹身份验证技 术同i c 卡结合起来，是目前最有前景的方向之一。该技术指卡的主人的指纹( 加 密后) 存储在i c 卡上，并在i c 卡的读卡机上加装指纹识别系统，当读卡机阅读 卡上的信息时，一并读入持卡者的指纹，通过对比卡上的指纹与持卡者的指纹就 可以确认持卡者的是否是真正的指纹，从而进行下一步的交易。在更加严格的场 合，还可以进一步同后端主机系统数据库上的指纹作比较。指纹i c 卡可以广泛 地运用于许多行业中，例如取代现行的a t m 卡、制造防伪证件( 签证或护照公 费医疗卡、会员卡、借书卡等) 。目前a t m 提款机加装指纹识别功能在美国已经 开始使用。持卡人可以取消密码( 避免老人和孩子记忆密码的困难) 或者仍旧保 留密码，在操作上按指纹与按密码的时间差不多。 近年来，自动发送信息的互联网络，带给人们许多的方便与利益，并让它在 快速增长之中，但也因此产生了很多的问题，尤其在信息安全方面。无论是团体 上海海事大学交通运输工程硬士论文 还是个人的信息，都害怕在四通八达的网络上因为传送而发生有损权益或隐私的 事情。现在，由于指纹特征数据可以通过电子邮件或其他传输方法在计算机弼络 上进行传输和验证；并且只有通过指纹身份验证技术限定、指定的人才能访问相 关信息。可以极大地提高网上信息的安全性，这样，网络就有安全性的保障，包 括网上银行、网上贸易、电子商务等一系列网络商业行为，也都有了安全性保障。 在s f n b ( s e c u r i t yf i r s tn e t w o r kb a n k 安全第一网络银行) ，就是通过互联网 络来进行