Bill Gates曾做過這樣的斷言，生物識別技術(shù)（Biometric Identification Technology）將成為今后幾年IT產(chǎn)業(yè)的重要革新。由于生物識別技術(shù)認(rèn)定的是人本身，而每個人的生物特征具有與其他人不同的唯一性和在一定時期內(nèi)不變的穩(wěn)定性，不易偽造和假冒，所以利用生物識別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定，安全、可靠、準(zhǔn)確。

用于生物識別的生物特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等，行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等。基于這些特征，人們已經(jīng)發(fā)展了手形識別、指紋識別、面部識別、發(fā)音識別、虹膜識別、簽名識別等多種生物識別技術(shù)，其中人體特征識別技術(shù)市場上占有率最高的是指紋機和手形機，這兩種識別方式也是目前技術(shù)發(fā)展中最成熟的。

1、工作原理

指形機主要控制部分位于系統(tǒng)主板上，通過其固化在EPROM中的程序?qū)φ麄�系統(tǒng)進(jìn)行控制，指形機用戶的資料和使用日志也存放于主板的內(nèi)存中。

指形機辨識模塊用以獲取用戶指形信息，由紅外光源、反光鏡、攝像頭和反光板等組成。將手放在反光板上，手指順著用以導(dǎo)向和定位的小立柱定位各個手指的位置，辨識模塊通過紅外掃描裝置獲取手指的三維立體圖像，從中抽取約近百個特征值，生成一個20字節(jié)的二進(jìn)制序列，是手指形狀的特征描述，稱為指形特征。

當(dāng)新用戶在指形機上注冊建檔時，三次將手指擺放在定位裝置上，指形機掃描其三維指形，指形機將三次讀取的指形特征取均值，為之建立一個代表該用戶的指形模板（Template），連同他的個人身份代碼（PIN）一同存入指形機的內(nèi)存中。當(dāng)使用指形機進(jìn)行身份認(rèn)證時，通過鍵盤或各式卡片輸入其PIN號碼，將待識別人的手指擺放在定位反光板上，指形機獲取其指形特征并與系統(tǒng)預(yù)存的指形模板進(jìn)行比對，根據(jù)其相似程度判斷是否匹配以決定是否接受該人。其比較的差距如果在某規(guī)定的誤差之內(nèi)，則視為該人，并授權(quán)通過，否則拒絕接受該人。

指形機的顯示屏、鍵盤、LED指示燈、揚聲器等用以與用戶進(jìn)行交互時接受用戶的輸入及反饋給用戶提示信息，可以接受外部的輸入信號（如拆機等），通過輸出端口為其它接受設(shè)備提供各種信號。指形機通過外部接口與其它設(shè)備進(jìn)行有機的銜接，構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。

2、驗證和辨識

指形機的應(yīng)用可以分為兩類，即驗證(Verification)和辨識(Identification)，驗證就是通過把一個現(xiàn)場采集到的指形特征與一個己經(jīng)注冊的指形模板進(jìn)行一對一的比對，來確認(rèn)身份的過程。作為驗證的前提條件，他或她的指形模板必須存在于數(shù)據(jù)庫中，并與其身份代碼(PIN)聯(lián)系起來。隨后在比對現(xiàn)場，先驗證身份代碼，然后，利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的模板與現(xiàn)場采集到的特征比對。驗證其實是回答這樣一個問題：“他是他自稱的這個人嗎？”

辨識則是把現(xiàn)場采集到的指形特征同數(shù)據(jù)庫中的模板逐一對比，從中找出與現(xiàn)場指形相匹配的指形特征。這也叫“一對多匹配”。辨識回答了這樣一個問題：“他是誰?”

3、識別率與拒絕分

生物識別系統(tǒng)在對生物特征進(jìn)行處理時，只涉及有限的信息，而且比對算法并不是精確匹配，因此其識別結(jié)果不能保證100%準(zhǔn)確。生物識別系統(tǒng)準(zhǔn)確性的衡量標(biāo)志是識別率，識別率主要由兩部分描述，拒真率和認(rèn)假率。

用戶注冊的指形模板是判斷是否該用戶的一個標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)某用戶輸入其個人代碼并要求比對時，指形機讀取其指形并與該指形模板進(jìn)行匹配比較，根據(jù)它們之間的差異，得出一個得分(Score)，得分越小，說明用戶的實際指形與其指形模板越接近，可以認(rèn)定是該用戶，而如果得分較大時，說明這一用戶不一定是其宣稱的用戶，將被拒絕。指形機接受或者拒絕該用戶的臨界分值即拒絕分。所以拒絕分實質(zhì)上是一個拒絕閾值(Threshold)，是用戶指形比對時，指形機將實際讀取到的指形與指形機存儲器中對應(yīng)的該用戶的指形模板相比較，判定是否比對符合的一個臨界值。

在某一拒絕分下，指形機將仿冒者判定為其聲明的合法用戶而接受的概率即認(rèn)假率(FAR，F(xiàn)ault Acceptance Rate)；將合法用戶判定為仿冒者而拒絕的概率則稱為拒真率(FRR，F(xiàn)ault Rejection Rate)。

拒絕分較小時，指形機錯誤接受仿冒用戶的概率小，F(xiàn)AR降低，系統(tǒng)的安全性提高；拒絕分較大時，系統(tǒng)錯誤拒絕合法用戶的概率較小，F(xiàn)RR降低，用戶使用起來比較方便，手指擺放不要求非常嚴(yán)格。

由于FRR和FAR是相互矛盾的，這就使得在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中，可根據(jù)實際需要，調(diào)整拒絕分的大小，以權(quán)衡方便性和安全性。

FAR與FRR兩條曲線相交點的錯誤率稱相同錯誤率，它表征了生物識別系統(tǒng)識別總體誤判率的大小。權(quán)威機構(gòu)認(rèn)為，生物識別系統(tǒng)在應(yīng)用中1%的誤判率就可以滿足需要，而一般指形機的相同錯誤率在0.18%以下。

4、指形機應(yīng)用

指形機用途非常廣泛，作為出入口控制（門禁控制）、安全認(rèn)證的關(guān)鍵技術(shù)。例如，美國所有軍事機關(guān)、90%以上的核電站均使用手形識別設(shè)備構(gòu)成門禁系統(tǒng)以保證重要場所的安全；1996年奧運會上手形儀在奧運村使用，接受了6.5萬多人注冊，處理了一百多萬次進(jìn)出記錄。

目前，中國制造的典型指形機產(chǎn)品有南京焦點科技開發(fā)有限公司的吉奧指形機，可應(yīng)用于金融業(yè)、公司考勤管理、機場管理、軍事管理、監(jiān)獄管理等領(lǐng)域。