嵌入指紋識別功能的一卡通系統在高校教學管理中的應用

尹希元趙海兵

1.西南石油大學；2.西南交通大學希望學院

嵌入指紋識別功能的一卡通系統在高校教學管理中的應用

尹希元1趙海兵2

1.西南石油大學；2.西南交通大學希望學院

隨著電子信息技術的迅速發展，生物識別技術在身份驗證中得到廣泛認可和應用，指紋識別技術由于多方面優勢備受青睞。本文旨在探討將指紋識別技術引入校園“一卡通”系統，并結合實際闡述其在高校教學管理中的應用等問題。

概述

隨著高等學校“數字校園”工程的不斷推進和完善，基于校園網絡的校園“一卡通”系統日趨成熟，成為絕大多數高等學校走向管理網絡化、信息化、數字化的基礎工程。校園“一卡通”系統集成身份識別、金融服務、公共信息服務等方面諸多功能，涉及校園生活的方方面面，一個完善的“一卡通”系統能夠基本滿足校園生活“一卡通”。“一卡通”系統的應用使得學校各個部門的應用系統規范統一，相互兼容，資源能夠得到合理配置和共享；學校便于統一管理，特別是財務管理效率得到了很大提高，系統實現的統一身份認證，統一的消費、結算，最大限度地實現數據共享，提升學校管理水平，有力地促進學校的數字化校園建設。

在高校日常教學管理活動中，校園“一卡通”應用非常普遍，包括學生報到注冊、學生自主選課、課堂考勤簽到、考試自助報名繳費、考試身份識別、成績查詢等功能。這些功能的應用給高校教學管理工作帶來了很多方便，但是也存在諸多問題。目前普遍使用的“一卡通”系統大多數應用成熟的非接觸式射頻識別技術，新生入學時由卡務中心將學生基本信息錄入智能IC卡片中，通過驗證卡號、輸入密碼的方式進行身份識別。由于卡片容易“消磁”、浸水、彎折、丟失，密碼容易忘記或被別人破解，實際使用中有許多問題，給使用者帶來不必要的麻煩和損失。目前急需一種更安全，更便捷，更有效的校園“一卡通”系統來解決上述問題，在傳統的“一卡通”系統中嵌入指紋識別功能將是理想的解決方案。

指紋識別技術

指紋、面孔、發音、虹膜識別等技術均屬于利用人體固有的生理特征或行為動作來進行身份識別的生物識別技術。其中指紋識別技術因其鑒別可靠性高、系統開發成本低等特點，發展最為成熟，實際應用最為廣泛。人的指紋在胚胎發育過程中形成，受環境和基因等因素的影響，所以隨機性極強，但是一旦形成將終身不會改變。每個人的指紋都具有獨一無二的圖案、斷點和交叉點等信息，指紋識別系統就是將這些“特征”信息通過光電采集、數字圖像處理、特征信息提取等技術轉化為指紋數據，基于這些數據進行各種系統所需的身份識別。

指紋識別技術應用到校園“一卡通”系統中，將使得人與卡的一致性得到有效保證，甚至由于指紋具有隨時隨地隨身攜帶的特點，在校園內可以進行“無卡”消費。在解決傳統校園“一卡通”存在的諸多問題時，嵌入指紋識別功能的新型校園“一卡通”系統將給高校教學管理帶來新的積極改觀。

指紋識別技術在教學管理中的應用

1.學籍管理

在新生入學時，卡務中心會根據教務處提供的學生基本信息制作“一卡通”校園卡，這些信息包括學生姓名、學號、班級、院系、專業、學生入學照片等。在使用嵌入指紋識別功能的“一卡通”系統為新生制卡時，需要用指紋采集終端對學生指紋信息進行采集，可根據系統的安全需要采集多個手指的指紋，以便于今后在安全級別高的系統中采用復合指紋驗證的方式提高安全系數。通過活體采樣的指紋信息經過復雜的加密算法處理后存入學校統一管理的“一卡通”系統數據庫，同時由卡務中心將該指紋信息連同對應的其他學生基本信息固化到“一卡通”智能IC卡中，發放給學生。

在每學年學生報到注冊時，學生可不用攜帶任何其他身份證件到教務處學籍管理部門進行報到注冊。這樣可以避免學生因忘帶或者丟失學生證、身份證等造成無法注冊的情況，也可以防止學生替他人注冊或者重復注冊等。

2.自主選課和繳費

所有高校均開設公共選修課供學生根據自身興趣愛好進行自由選擇，許多高校的必修課或者專業方向選修課也要求學生通過選課系統進行選定。因為傳統“一卡通”是通過用戶名和密碼匹配的方式驗證學生身份，許多學生因為忘記密碼不能及時選課，而一些學生因為對“一卡通”系統不夠熟悉沒有及時更改初始密碼，導致有的學生錯登他人賬號進行選課，還有學生委托他人代為選課，導致錯選或者漏選的情況發生，這些都給高校教務管理工作帶來許多困擾。指紋識別功能的“一卡通”系統要求選課學生的指紋必須和系統指紋數據庫中匹配成功方可進行選課操作，這樣可有效避免上述情況的發生。

在教學管理中，學生常需要繳納各種費用，如重修費，四六級、計算機等級考試報名費等等，一旦出現繳費信息錯誤，修改和退費工作會加重教務管理部門和財務管理部門的工作負擔，影響學校行政工作效率。采用指紋識別功能的“一卡通”系統后，這樣的問題則可迎刃而解。

3.課堂考勤

在高校教學過程中，課堂考勤工作是教學管理的一個重要環節，對促進學校優良學風建設，規范學生學習狀態，保證教學質量具有重要意思，也是學生安全工作的基礎。許多高校為提高課堂到課率做了很多嘗試，但是效果差強人意。傳統的課堂考勤主要是以老師或班委點念學生名單，學生答到的方式進行，這種方式存在諸多問題，如全員點名則時間長，容易壓縮上課時間，隨機抽點則無法掌握每一個學生的出勤情況，部份學生替他人答到造成考勤數據不準確等等。

通過教務管理系統和指紋考勤終端的連接，終端采集的指紋數據和系統數據庫中課表對應的應上課班級學生指紋信息信息做匹配，匹配成功則考勤到課。沒有考勤記錄的學生，教師可根據學生請假情況登陸教務管理系統進行考勤維護。同時教師還可方便地查看所任課的班級學生出勤整體情況，根據需要進行數據分析。

這樣的系統，能及時、準確地記錄學生的課堂出勤情況，便于查詢、統計，能很大程度上提高學生的課堂到課率；同時這種科學高效的考勤方式將教職人員從繁瑣的點名、匯總統計工作中解放出來，使得他們有更多地精力投入到教學研究與改革，提高教學質量的努力中去。

4.考試身份驗證

考試是高校教學過程中最重要的環節之一，是反映教學質量最公平和最直觀的方式，因其涉及學校的聲譽，師生的切身利益，故而應是非常嚴肅的。盡管絕大多數高校針對考試作弊都做了非常嚴厲的處罰規定，但是很多高校考試作弊現象是屢禁不絕。考試成績和學生評獎評優、入黨保研、重修交費、畢業就業等密切相關，部份學生由于自身原因沒有做好復習備考的準備，心存僥幸希望通過“臨場發揮”過關，有的人甚至請人替考。在重修考試、補考、畢業考試等重要考試中，替考現象尤其多發，其后果非常嚴重，所以杜絕考試作弊特別是替考是很多學校下大力氣的工作重點。傳統的考試身份驗證模式是監考人員通過學生證、身份證或者校園“一卡通”卡片與教務系統中的姓名、學號及照片等信息對比判斷考生是否為本人。但是，這些照片都不是考生本人的近期照片，由于考生可能存在發型，臉型等外觀特征的改變，通過一張舊的證件照無法準確判別出考生是否是本人，于是導致部分替考者成漏網之魚，這也給了其他試圖作弊的人鋌而走險的勇氣。

對于嵌入指紋識別功能的校園“一卡通”系統，考生只需攜帶“一卡通”卡片即可參加考試。監考人員在驗證考生身份時，用指紋識別終端現場采集考生活體指紋數據與考生攜帶的“一卡通”卡片里的指紋數據進行對比，如果匹配成功則驗證通過，允許其參加考試。這樣既可以對企圖作弊的學生起到震懾作用，又可以給任課教師后期錄入分數，分析成績提供便利。

系統綜合評價

1.成本

嵌入指紋識別功能在終端設備上須將傳統的帶讀卡器和密碼輸入小鍵盤終端換成帶指紋圖像掃描功能的讀卡器，可以聯網工作也可以脫機工作。系統升級仍然基于傳統系統架構，不必再建一套新系統。

指紋識別是眾多生物識別技術中商業化程度最高應用最廣泛的技術，市場上有很多可以選擇的成熟產品，隨著技術進步，行業競爭日趨激烈，價格越來越容易被廣大用戶接受。在不久的將來，帶指紋識別功能將成為中低檔智能手機的標準配置，每一個擁有智能手機的學生都是隨身攜帶的服務終端。隨著國家在第三代身份證內錄入和身份匹配一致的指紋信息，高校甚至可以不需要單獨發行IC智能卡，直接讀取第三代身份證中的指紋信息用來做身份識別驗證。

指紋識別將廣泛應用于生產生活各方面，指紋和身份唯一對應關系使得指紋信息具有跨平臺兼容性，所以系統建設的成本會越來越低。

2.安全性

和傳統用戶名、密碼等身份驗證方式不同的是，指紋信息不需要通過網絡傳回身份數據庫中進行驗證，終端系統也不需要預先存儲用戶身份信息，用戶只需要在終端驗證身份，終端將驗證結果傳回系統服務器進行處理即可。這種機制的優勢在于減少關鍵數據信息在網絡上的傳輸，減輕了網絡通信的負擔，提高系統運行效率，同時可以避免黑客通過數據攔截的手段對系統資料進行竊取。

對于有人通過制作指紋硅膠模套來偽造用戶指紋進行身份驗證的做法，隨著指紋識別技術進步，目前已經有良好的應對措施。根據實際使用效果來看，目前流行的電容式指紋識別儀可以辨別偽造指紋，對于虛假 “指紋膜”具有較好的屏蔽作用。同時為了增加系統的安全性，在獲取某些重要服務權限時，可以通過多個指紋符合驗證來降低他人非法偽造指紋的風險。另一項最新技術則可完全避免偽造指紋的可能，新一代的指紋傳感器無需刷指紋，只需將手指按在傳感器上，傳感器通過發出射頻信號來檢測手指的紋路，數據的獲取是從真皮層掃描指紋，只有真人的手指才能完成這樣的指紋提取過程。

結語

指紋識別在高校“一卡通”系統的應用尚未普及，但是隨著技術進步，其對傳統系統的優勢將越來越明顯。其在提高高校教學管理效率、質量方面所發揮的作用，不僅限于上文所述，在貫穿整個高校教學管理過程中，其新的應用方式有待我們進一步挖掘和完善。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.030