Một hệ thống sinh trắc học về bản chất là một hệ thống nhận dạng mẫu cho phép nhận dạng các đối tƣợng bằng cách quyết định tính xác thực của các đặc tính sinh học hoặc đặc tính hành vi đối tƣợng sở hữu. Một vấn đề quan trọng khi thiết kế các hệ thống trong thực tế đó là quyết định cách thức nhận diện cá thể. Phụ thuộc vào hoàn cảnh của ứng dụng, một hệ thống sinh trắc có thể là một hệ thống xác minh hoặc một hệ thống nhận dạng:
Một hệ thống xác minh (Verification System) xác thực danh tính đối tƣợng bằng cách so sánh đặc tính sinh trắc thu nhận đƣợc với các mẫu sinh trắc đã đƣợc lƣu trữ trong hệ thống. Hệ thống thực hiện so sánh một-một nhằm quyết định liệu thuộc tính đƣa ra bởi một đối tƣợng có hợp lệ hay không. Một hệ thống xác minh có thể từ chối hay chấp nhận danh tính đƣợc đƣa ra.
Một hệ thống nhận dạng (Identification System) nhận dạng cá thể bằng cách so sánh và tìm kiếm toàn các mẫu trong cơ sở dữ liệu. Hệ thống thực hiện so sánh một nhiều nhằm xác định danh tính đối tƣợng. Trong một hệ thống định danh, hệ thống đƣa ra danh tính của đối tƣợng (hoặc là báo sai nếu đối tƣợng không có trong cơ sở dữ liệu hệ thống) mà không nhất thiết đối tƣợng đƣa ra khẳng định về danh tính của mình.
Thuật ngữ xác thực đƣợc sử dụng thƣờng xuyên trong lĩnh vực sinh trắc học, nhiều khi đƣợc sử dụng đồng nghĩa với khái niệm xác minh, trong ngôn ngữ công nghệ thông tin, xác thực có nghĩa là đƣa ra danh tính ngƣời dùng tới hệ thống mà không kể tới trạng thái hệ thống là gì (xác minh hay định danh).
Hình 27. Lƣợc đồ khối các quá trình tham gia, xác minh và định danh.
Sơ đồ khối của một hệ thống xác minh và một hệ thống định danh đƣợc minh họa trong hình trên; quá trình tham gia của ngƣời dùng (nhƣ nhau với cả hai hệ thống) cũng đƣợc minh họa rõ. Module tham gia chịu trách nhiệm đăng ký cá thể với cở sở dữ liệu sinh trắc của hệ thống (system DB). Trong giai đoạn tham gia, đặc tính sinh trắc của mỗi cá thể đƣợc quét bởi thiết bị thu nhận nhận đặc tính cá thể và đƣa ra bản biểu diễn nguyên thủy ở dạng số. Một quá trình kiểm tra chất lƣợng đƣợc thực thi nhằm đảm bảo mẫu thu nhận đƣợc có thể đƣợc xử lý bởi các bƣớc tiếp theo. Để việc so sánh thuận tiện hơn, bản biểu diễn gốc thông thƣờng sẽ đƣợc xử lý bởi bộ trích chọn đặc trƣng để đƣa ra một bản biểu diễn thu gọn nhƣng có đặc trƣng ý nghĩa hơn cả gọi là các mẫu (template). Tùy thuộc vào ứng dụng, mẫu có thể đƣợc lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu trung tâm của hệ thống sinh trắc hay đƣợc lƣu và các thẻ từ hoặc thẻ thông minh cấp cho mỗi cá nhân.
Quá trình xác minh chịu trách nhiệm xác minh các thể vào thời điểm truy nhập. Trong suốt giai đoạn thực thi, tên ngƣời dùng hoặc số PIN (Personal Identification Number) đƣợc nhập vào thông qua bàn phím (hoặc bảng tính - keypad); thiết bị thu sinh trắc thu nhận các đặc tính của cá thể cần nhận diện và chuyển đặc trƣng đó sang dạng số, các thông số nhu nhận đƣợc sẽ đƣợc xử lý thêm bởi bộ trích chọn đặc trƣng nhằm đƣa ra bản biểu diễn thu gọn. Kết quả đƣợc đƣa vào module đối sánh đặc trƣng – thực hiện so sánh với các mẫu của cá thể đó (lấy từ cơ sở dữ liệu của hệ thống dựa trên số PIN của ngƣời dùng).
Trong việc nhận diện, không một giá trị PIN nào đƣợc sử dụng và hệ thống so sánh bản mẫu thu nhận đƣợc với toàn bộ các mẫu của các ngƣời sử dụng khác trong cơ sở dữ liệu của hệ thống; kết quả trả ra là danh tính của ngƣời tham gia hoặc thông báo không tìm thấy định danh ngƣời sử dụng. Do việc so sánh trong một cơ sở dữ liệu lớn rất mất thời gian tính toán và tìm kiếm nên các cơ chế phân lớp và đánh chỉ mục đƣợc áp dụng nhằm hạn chế các mẫu cần đƣợc so sánh với giá trị đầu vào.
Một hệ thống sinh trắc học có thể đƣợc phân loại dựa vào số lƣợng các ứng dụng khác – đặc tính phụ thuộc (dependent characteristics). Wayman đƣa ra rằng mọi ứng dụng sinh trắc có thể phân loại dựa vào đặc trƣng của chúng:
hoạt động cộng tác hay không cộng tác
công khai hay bí mật
quen thuộc hay không quen thuộc
phục vụ hay không phục vụ
môi trƣờng thực thi chuẩn hay không chuẩn
công cộng hay riêng tƣ
mở hay đóng