법과학적 비교 및 식별검사가 과학적으로 신뢰할 수 있고 증거로 허용되며 수용 가능한 것으로 인정되려면, 항상 동일한 결과를 산출하는 과학적 방법을 사용하여 수행되어야 한다.

현재 적용되는 절차와 그 과학적 근거는 물적 증거가 법관의 판단 형성에 기여하고 법원의 결정에서 중요한 역할을 하는 데 매우 중요하다.

전 세계의 검사자는 보다 객관적인 식별을 수행하도록 요구받는 압박을 받고 있다.

법과 과학은 전문가 증언 문제와 관련하여 1997년에 처음으로 접점을 이루었다. ENFSI(유럽 법과학연구소 네트워크) 작업반에 따르면, 2004년 8월 31일 법과학 분야의 과학적 식별기준이 마련되었다.

2016년 9월 20일, 저명한 과학자들로 구성된 자문기구인 미국 대통령 과학기술자문위원회[President’s Council of Advisors on Science and Technology(PCAST)]는 「형사법원의 법과학: 특징 비교 방법의 과학적 타당성 확보」(Forensic Science in Criminal Courts: Ensuring Scientific Validity of Feature-Comparison Methods)라는 보고서를 발표하고, 법정에서 법과학을 타당하고 증거에 기초하여 사용하도록 촉진하는 조치를 권고하였다.

이상적으로 모든 실험실 검사는 현실을 정확히 반영해야 한다. 문제가 있으면 이를 탐지하여 양성 결과를 내고, 모든 것이 정상이라면 음성 결과를 내야 한다. 그러나 실제로는 이와 같이 완전한 실험실 검사는 존재하지 않는다.

모든 실험실 방법에는 일정한 오류율이 포함된다. 방법의 오류는 통계적 변동에서 비롯되면 무작위 오류이고, 방법 자체가 여러 이유로 측정량을 정확히 결정하지 못하면 계통 오류이다.

따라서 결과를 해석할 때 다음 두 유형의 잘못된 결과가 발생할 수 있다.

• a) 결과가 위양성일 수 있으며,
• b) 결과가 위음성일 수 있다.

실험실 분석을 서로 비교하고 어느 것이 가장 신뢰할 수 있는 결과를 제공하는지 판단하기 위해 민감도(sensitivity)와 특이도(specificity)라는 용어가 도입되었다.

실험실 검사의 민감도는 실제 양성 결과를 정확히 탐지하는 능력과 관련된다. 따라서 민감도가 높은 검사는 위음성 결과를 가능한 한 적게 낸다. 반대로 특이도는 실제 음성 결과를 정확히 식별하는 능력과 관련된다. 그러므로 특이도가 높은 검사는 위양성 결과를 가능한 한 적게 낸다.

실험실 검사의 정확도(accuracy)는 높은 민감도와 높은 특이도를 모두 갖추었는지와 관련된다. 그러나 실제로 이 두 지표는 흔히 반비례하여 변한다.

민감도가 높은 검사는 특이도가 낮을 수 있고, 그 반대도 마찬가지다. 전문가는 사안에 따라 민감도와 특이도 사이의 적절한 균형을 선택해야 한다.

예를 들어, 한 사건의 흔적을 미해결 사건 자료와 대조한다고 가정해 보자. 모든 가능한 일치를 탐지하려면 높은 민감도의 시험을 사용해야 함이 분명하다.

일부 흔적이 잘못 일치하는 것으로 분류될 수 있지만, 일차적 목적은 미해결 사건을 하나도 놓치지 않는 것이므로 이 단계에서는 문제가 되지 않는다.

그 후 양성 결과를 의뢰기관에 통보하기로 결정할 때에는 위양성 가능성을 줄이기 위해 특이도가 높은 두 번째 검사로 다시 확인해야 한다. 무고한 사람이 피해를 입지 않게 하는 것은 정의를 실현하는 것만큼 중요하다.

민감도와 특이도의 정량적 평가는 다음의 4분할표를 사용하여 수행한다.

따라서:

• α, 참양성 식별.
• β, 위양성 식별.
• γ, 위음성 식별.
• δ, 참음성 식별.
• α+γ, 양성 식별의 총수.
• β+δ, 음성 식별의 총수.

민감도는 α / (α+γ)의 비율로 계산하며 보통 백분율로 표시한다.

특이도는 δ / (β+δ)의 비율로 계산하며 보통 백분율로 표시한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전통적인 현미경 식별뿐 아니라 전문적인 수학적 기준과 패턴 인식에 기초한 방법이 개발되었다. 이들 방법은 전통적인 비교검사와 함께 측정 가능한 절차를 갖춘 과학적 방법론, 즉 Quantitative Consecutive Matching Striae(QCMS: 연속 일치 선조흔(CMS)의 정량평가)를 포함한다. 이러한 측정 가능한 절차는 더 높은 수준의 확신을 제공하며, 검사자와 그가 법정에서 제시하는 결론의 신뢰성을 입증한다.

Biasotti와 Murdock이 1997년 AFTE에 제출한 정량적 식별기준은 다음과 같다.

3차원 공구흔의 경우 최소한:

• 각각 적어도 세(3) 개의 연속 일치 선조흔으로 이루어진 서로 다른 두(2) 집단이 동일한 상대적 위치에 나타나거나,
• 여섯(6) 개의 연속 일치 선조흔으로 이루어진 한 집단이 시험흔과 비교한 문제의 공구흔에서 대응하는 특징과 일치하는 경우. (즉, 증거물의 흔적과 의심 공구로 만든 시험흔), 그리고

2차원 공구흔의 경우 최소한:

• 각각 적어도 다섯(5) 개의 연속 일치 선조흔으로 이루어진 서로 다른 두(2) 집단이 동일한 상대적 위치에 나타나거나,
• 여덟(8) 개의 연속 일치 선조흔으로 이루어진 한 집단이 시험흔과 비교한 문제의 공구흔에서 대응하는 특징과 일치하는 경우. (즉, 증거물의 흔적과 의심 공구로 만든 시험흔).

결론적으로, 이러한 기준을 적용하더라도 계수에는 주관성이 포함되므로 수학적 자동 대조에 관한 추가 연구가 이루어졌다.