生物防伪技术

生物防伪技术第1页/共47页生物防伪技术生物身份防伪技术

抗原体商品防伪技术DNA商品防伪技术生物防伪技术的发展方向第2页/共47页第1节生物身份防伪识别技术

生物测定（统计）学方法的定义:

根据个人惟一的生理特征或行为特征，来查证或辨认、识别某个活人身份的自动化方法。

生物身份防伪识别技术包括：指纹身份防伪识别、虹膜计算机身份自动识别技术、、声纹识别技术、唇纹识别技术、掌纹识别技术、掌背静脉血管分布识别技术和面相识别技术、气味识别技术、动态签字识别技术等第3页/共47页（一）指纹防伪

中华指纹技术源远流长，是我国早于“四大发明”的一项伟大创造，据实物考证和史料记载，我国指纹运用最早可追溯到史前新石器时代的陶器指纹画，在汉唐明清时期，古人关于指纹的运用已相当娴熟。指纹博物馆展出了古代多件陶器，在这些诸如民房小瓦、长明灯盘、盛器等物件上，都能看见一些清晰的指纹印记，这些指印都是制作者有意、无意留下的。有工匠更是由此触发灵感，在一些陶器上用指纹绘制出精美的图案。

周代沾土印章背面留下的指纹第4页/共47页

1975年，在湖北省云梦睡虎地出土了一批战国末年的秦简，其中《封诊式·穴盗》简细致地记录了一个挖洞进入人家的盗窃案件，记载为“内中及穴中外壤上有膝、手迹，膝、手各六处。”它表明，至少在秦代，司法人员已将“手迹”作为作案现场勘查的重要证据之一。书上记载的唐朝案例：唐明皇期间，他的一个妃子晚上常被人下药迷迷糊糊带出宫，几次之后，妃子主动向唐明皇坦白，但想不起究竟被骗至何处。唐明皇心生一计，结果这位妃子再被骗时，她就用墨汁在案发现场留下了手印。借助此，案件告破。国外利用指纹破案的第一例是1892年，阿根廷司法机关运用指纹，成功侦破了一起谋杀案。

第5页/共47页著名的指纹史专家、德国的罗伯特海因德尔表示，公元前三世纪的中国人常用带色的指尖书写画画，所以染色的手指接触纸面时，会无意间留下指纹。人们一下子就发现了指纹知识。接着，利用指纹去签名、盖章，因而由“指画”产生了指纹技术。

第6页/共47页指纹U盘指纹在防伪技术上的应用实例指纹保密技术第7页/共47页指纹考勤技术指纹门禁第8页/共47页（二）掌纹及手形防伪

人手掌纹的形成及其特异性与指纹相同。只是在使用时，因掌纹图很大，可以用作整体分离后的同一认定。有人将其用做批量商品的防伪，以防止成箱的商品被部分调包，以部分赝品充真。手掌纹亦可用于通道口安全防范系统。

掌纹掌纹防伪仪第9页/共47页间谍影片中的身份验证系统第10页/共47页（三）眼纹视觉信息占人的感觉器官所接受的全部信息总量的84%，人的眼睛在日常工作、学习、生活中起着极为重要的作用，而人的眼睛在现代身份鉴别技术中也正在发挥着特殊功能。美国科学家根据生物统计原理发明了一项“眼纹”鉴别新技术，或称视网膜扫描技术。这项技术的实施初衷是用眼睛开启防盗门锁：只有特定的、在该眼纹分析仪上注册了的人的眼睛才能将门锁打开，而其他任何的眼睛或任何钥匙、密码均无法奏效。

眼纹分析仪的原理基于以下基本事实：如同指纹、声纹那样，每个人的视网膜结构都不一样，即视网膜的血管分布形状各不相同。把这种人体生物特征惟一性与具有计算机处理功能的仪器结合起来，便可制成一台视网膜血管分布检测仪。这就是“眼纹分析仪”，它是一种现代高科技安全防范高级防盗装置。第11页/共47页视网膜人眼模型第12页/共47页视网膜防伪第13页/共47页第14页/共47页眼睛虹膜考勤技术第15页/共47页第2节抗原体商品防伪技术

抗原抗体商品防伪技术是目前正被密切关注的生物防伪技术之一，最早是由美国生物码公司成功开发出的一种全新的生物防伪技术，国内也有类似的技术已获得专利。原理：利用抗体对抗原的高度选择性来实现防伪的。抗原（antigen）是指一种能刺激人或动物机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与这些产物在体内或体外发生特异性反应的物质。抗体(antibody)：

机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。第16页/共47页抗原抗体反应第17页/共47页抗原抗体防伪原理抗体是一种特定的生物分子，每一种抗体只认识一种特定的抗原，只能与一种特定的抗原结合，抗原和抗体的关系就像钥匙和锁，一把钥匙只能开一把特定的锁。这样将一种抗原（或抗体）作为隐形油墨印刷或打印在防标识物或商品的外包装上，检验时采用与之配对的识别抗体（或抗原）溶液涂抹这种防伪标识，再涂抹显示试剂，隐形的印刷信息（图案或文字）就会显示出来。另外，还可以将标志化合物按一定的比例掺混到诸如日用化学品、食品、饮料、汽油、润滑油、化工原料等产品中，检测时可由专业人员利用实验设备进行定量检测，这样商品若被假冒或被稀释都能够被发现。第18页/共47页目前抗原抗体商品防伪技术还存在以下问题:（1）采用现代生物学方法分析和破译所采用的具体抗原和抗体并不是什么难事，而一旦被破译，就会立即失去防伪作用。（2）采用现代生物学方法完全可以从防伪标识上或商品中提取出所采用的抗原或抗体，然后大量复制。（3）由于用于公众的识别方法只能是定性的，完全可以将真标识上的抗原或抗体溶下分涂到假标识上，轻松地使假标识变成“真”标识。

（4）由于用于公众的识别方法只能是定性的，对于将抗原或抗体掺在其中的商品，完全可以将假货直接掺在真货中使假货变“真”。

第19页/共47页（5）公众如何普遍获得检验所需要的特定的抗体和显示剂。（6）有可能利用其他物质也会发生类似的显色反应。

（7）不能从技术层面防止未被验证的真防伪标识本身被造假者利用。

（8）不能从技术层面防止附有这种未被验证的防伪标识的包装被造假者利用。（9）不能从技术层面防止造假者通过行贿、收买等非法手段获得这种防伪标识或所采用的抗体/抗原。由于以上问题还没有得到很好的解决，因此这种防伪技术还有待于进一步研究和开发。第20页/共47页第3节DNA商品防伪技术

DNA（Deoxyribonucleicacid）,又称脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。

DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体。DNA的双螺旋模型奥运会DNA烟花第21页/共47页DNA防伪技术已经逐渐被采用，澳大利亚悉尼2000年奥运会就曾提取著名运动员口腔黏膜上皮细胞的DNA样品，切取其中的某一特定片断，将其遗传基因密码大量复制并用蛋白质保护起来，混入染料中，再用该染料染制布料制作2008年北京奥运会商用标识、标签的防伪。查验时用特制的扫描仪读取DNA密码，即可立辨真伪。

2008年北京奥运会商用标识第22页/共47页目前有许多公司致力于DNA防伪技术的研究，不断地有这方面的成果公布，如一种全新的用于商品防伪的方法———生物基因DNA防伪技术，其做法如下。从企业负责人身上（可以从一滴血、一根头发、一小片皮肤中）提取出他的DNA密码信号，进行一定的技术处理后，克隆出更多的剂量，然后掺入到生产的商品中去，也可以制成商品标签贴在商品上。这样，生产出来的每一件商品中都将含有企业负责人的微量DNA密码标志。据悉，这种技术可广泛应用到食品、药品、化妆品和颜料中去，它极有望替代传统的防伪标签和激光防伪方法。目前，企业界对DNA防伪技术表示了极大的关注。

第23页/共47页原理是将动、植物的DNA撷取出来，经萃取、剪接、合成等步骤，并由遗传工程技术处理后再经特殊生产制成。由于DNA的不可重复性，金邦采用的DNA样本不仅是唯一的，同时也是不可被破译和复制的。如此以来，就彻底杜绝了假货现象的发生。金邦内存条采用DNA防伪技术第24页/共47页第25页/共47页第26页/共47页（一）DNA防伪技术的技术特征1.密码标志DNA的设计杜绝了仿造的可能性作为商品防伪的先决条件是不可仿造，该DNA防伪技术所设计的DNA密码标志符合该要求。众所周知，DNA是由ACGT四种碱基随机排列而成的生物大分子，因而其一级结构蕴含有极其丰富的信息（这也是生物计算机的理论基石），用于商品防伪的密码标志DNA总长度为300-400bp，包括核心序列及DNA的5'端和3'端各20bp的引物序列，一旦将此密码标志DNA引入商品，则可赋予非生物商品以生物的基因标志，商品仿造者除了仿造商品之外，必须仿造与密码标志DNA相同的DNA。理论上言之，后者的仿造是不可能的，因为仿造者不了解密码标志DNA的序列，尝试合成密码标志DNA，其成功的可能性为1/4300,1/400，而且现阶段的技术也无法人工准确合成长度为300-400bp的DNA分子。第27页/共47页2.密码标志的检测使得标志DNA序列破译的可能性极小DNA密码标志用于商品防伪的实用性取决于其检测的方便性。DNA多聚链式反应（PCR,聚合酶链式反应）创立后，超微量DNA的检测已成为常规的手段，在临床医学、检疫、法医学鉴定等方面得到广泛的应用。该DNA密码标志中包括有便于PCR检测的引物序列，经过PCR反应及电泳分析，根据扩增产物的有无即可判定密码标志DNA的存在，并因此判定引入了超微量密码标DNA的商品的真伪。由于PCR检测方法的极高的灵敏度及特异性，仿冒者在引物序列未知的条件下不可能从DNA密码标志中单离DNA而采用尝试法获得任一条引物的可能性也为1/420，成功的可能性也极小。第28页/共47页人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划。

2000年6月26日，参加人类基因组工程项目的美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国国和中国的6国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。最终完成图要求测序所用的克隆能忠实地代表常染色体的基因组结构，序列错误率低于万分之一。95%常染色质区域被测序，每个Gap小于150kb。完成图将于2003年完成，比预计提前2年。

人类基因组计划第29页/共47页美国和英国科学家2006年5月18日在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体——1号染色体的基因测序。在人体全部22对常染色体中，1号染色体包含基因数量最多，达3141个，是平均水平的两倍，共有超过2.23亿个碱基对，破译难度也最大。一个由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年，才完成了1号染色体的测序工作。科学家不止一次宣布人类基因组计划完工，但推出的均不是全本，这一次杀青的“生命之书”更为精确，覆盖了人类基因组的99．99％。解读人体基因密码的“生命之书”宣告完成，历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。第30页/共47页3.应用隐蔽灵活，层面广，仿造者难以察觉DNA是无毒无害的生物大分子，而用作密码标志的DNA化学量不超过pg级（10-12g），因而用于商品防伪不致于改变商品的物理或化学特性，甚至可以在商品的生产工艺流程中直接加至特定的商品之中，这是迄今绝大多数防伪技术所无法企及的。如饮料、化妆品、药品生产中掺入DNA标志等，因此这种隐蔽性是仿冒者难以察觉的。另外，DNA密码标志也可以制成特定标志（如类似于激光防伪标志）粘贴于商品外部。

第31页/共47页4.消费者使用非常方便相对于其他防伪技术，消费者可以轻易辨别产品的真伪，免除多余的顾虑。DNA防伪是利用了不同个体的遗传物质DNA具有各不相同的编码结构的原理，使防伪标识含有某个确定个体的DNA，如果在标识中能够检测到这种DNA，就说明是真的，检测不到就是假的。某个个体既可以是某个人，也可以是某个动物，还可以是某个植物或微生物，甚至这种DNA完全可以是人造的。当然，用来制造防伪标识的大量DNA物质并不是直接来源于某个个体，只需从某个个体上提取到其DNA的样本，就可以采用生物学方法大量复制了。

第32页/共47页（二）DNA防伪技术的缺点（1）DNA编码信息的识别和克隆技术并不很难，防伪标识的制造者可以大量复制其所采用的DNA，造假者也可以进行该DNA的复制。（2）这种DNA密码信息必须用专用的,TCR检测仪才能检测出来，它不但要专门投资，而且还要具有相当的专业知识才能使用，普通消费者无法直接识别和判别。

（3）没有从技术层面解决真防伪标识本身被用于造假方法。

第33页/共47页（5）DNA防伪的最大长处在于其不可仿造性，最大缺点在于检测需要采用PCR段。尽管PCR方法逐渐为公众所熟悉，但检测需要1-5h时间，用于商品防伪难为普通消费者所感知，这对于批发商或大型商场可能意义更大，对于昂贵商品较为适用，在专业防伪领域的应用前景更为广阔。（4）没有从技术层面防止附有这种防伪标识的包装被用于造假方法。DNA物质或这种防伪标识物的方法。

第34页/共47页（三）DNA防伪产品（1）DNA防伪油墨主要为防伪标识的防伪印刷而服务。（2）DNA防伪标签DNA防伪标签具有立即识别的高度便利性，消费者只要使用特殊的辨识笔轻轻地在DNA防伪标签上画一下，借由与DNA表面涂覆反应，标签会立即产生色系上的变化，以辨识标签上的真伪，颜色于数秒内还原。另外由于DNA防伪技术完全相容于其他防伪技术，因此可针对客户要求，量身订做DNA防伪标签。同时DNA还具有双重辨识机制，当消费者对色系的变化存在疑虑时，还可以将标签送到实验室进行DNA生物序列的检测及比对，以提供最终的保障。第35页/共47页（3）DNA防伪颜料DNA防伪颜料一般用于比较特殊的场合，如名画防伪、古董防伪、陶瓷防伪和其他艺术品的防伪等。（4）DNA防伪晶片采用DNA防伪技术生产的防伪晶片，其防伪效果优于IC卡的晶片，它的技术门槛高，在目前的技术水平下几乎无破解的可能，因此可以很好地防止复制及伪造。同时这种晶片还具有记忆储存功能，其真伪的辨识非常迅速，且真伪信息十分明白，用户可以很方便地识别和判别。这种DNA防伪晶片可以广泛地用于金融业、资讯电子业、门禁卡、证照、精品吊牌、会员卡等场合。第36页/共47页全球首张DNA防伪生物芯片2秒即可辨真伪

台湾博微生物科技2005年发表全球第一张DNA防伪生物芯片，以个人独一无二的DNA结合微机电技术的辨识技术，将可有效防止金融卡、信用卡、身份证及手机、笔记型计算机等高价产品的伪造。博微生技也特地捐赠这张全球首张DNA防伪生物芯片，给“经济部智能财产局”局长陈明邦，宣示将协助台湾尽早除去仿冒王国的恶名。博微生技董事长、同时也是该公司技术长许俊杰指出，根据统计，台湾每年信用卡发卡银行因伪造信用卡损失的金额，超过30亿元；去年全球软件因盗版而损失的金额，更超过120亿美元。许俊杰说，与现有的防伪技术，如指纹、眼角膜、IC芯片、磁性条形码相较，DNA防伪芯片具有轻薄短小、可立刻辨识又无法仿冒的特性。配合辨识系统，该生物芯片只要2秒钟，就可辨识真伪。第37页/共47页

现今的IC卡芯片，并无法保障IC译码方法不被突破，因此仍存在被仿造的潜在危机，由于个人DNA具有独一无二的特性，将是防伪的最后一道防线。目前该款DNA防伪生物芯片，视应用的产品别不同，每片芯片的价格约在200元至500元之间。博微生技目前已掌握量产技术，每个月可生产250万片，而且，当产量每增加100万片时，成本即可降低10%。许俊杰表示，该DNA防伪生物芯片，是将个人DNA采样，制成合成DNA、进行纯化，再运用微机电、结合晶圆生产，制成防伪DNA生物芯片。与眼角膜千分之一的重复率及五岁以前会随生长变化的指纹相较，DNA具有独一无二的特性，可确实终止仿冒。许俊杰表示，目前全世界仅有一家公司在其产品卷标上使用DNA防伪技术，来防止仿冒，不过，该家公司的做法，是将DNA包覆在微胶囊内，进行扫描，并非直接以DNA作为辨识基础。而且，该公司经过技术上地不断改进，目前推出的DNA防伪芯片，即使经过数万倍的紫外线曝晒，也依然有效。前年成立的博微生技，专门从事DNA相关技术、产品研发，除目前的DNA防伪生物芯片，该公司也将陆续推出DNA感应器、DNA电线等产品。第38页/共47页第4节生物防伪技术的发展方向和重点

生物技术作为一种既古老又崭新的防伪技术，具有很大的应用潜力，它的技术发展方向和重点以以下几个方面为主：（1）向以生物防伪为主，以其他防伪方式为辅的综合防伪模式方向开发新的防伪技术。（2）充分利用生物防伪材料高信息量的特点，提高防伪功效和质量。（3）免疫反应防伪技术、DNA防伪技术和以此为基础的综合防伪技术，加大生物防伪技术的防伪力度。（4）采取合适的生物防伪技术，如高效的标记方法体系，提高商标上生物材料信息的检验效率，使用消费者能更直观地判别商品的真伪。第39页/共47页（5）积极跟踪现代生物防伪技术的最新进展和其他相关学科的最新发展，将最新的加工技术、标记技术、印刷技术、检测技术等应用到生物防伪制作工艺中，缩短生物防伪各个环节所占用的时间。（6）研制灵巧、简便、使用可靠的检测仪器。（7）积极研制、开发、搜寻适合于防伪的生物防伪材料。第40页/共47页

TheEnd！第41页/共47页指纹神奇指纹能帮助选出顶级运动员

科学家发现，通过指纹能帮助选拔杰出的体育人才。据介绍，俄罗斯的研究人员对顶级运动员(世界冠军、欧洲冠军及奥运会参赛队员)的皮肤纹理研究已经开展了15年。将这些运动员的身体特性与其指纹特征进行对比，研究人员发现了一些明显的规律。专家认为，指纹图案简单、线条数量较少的指纹通常表示人的力量很大，但耐力和动作协调性较差。而形状复杂、线条数量较多的指纹则意味着人具有更好的耐力和协调性，但爆发力较弱。

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