使用数字取证技术识别伪造照片

我们每天会看到数百甚至数千张图像，几乎所有图像都经过了某种形式的数字处理。有些图像经过了基本的色彩校正或简单的 Instagram 滤镜效果，而另一些图像则经过了 Photoshop 的全面处理，彻底改变了主题。事实证明，人类并不擅长识别图像是否经过了处理，即使改变相当大。Hany Farid 是达特茅斯学院的计算机科学教授，专门研究照片取证，虽然他不能分享所有用于检测编辑欺诈的花哨软件工具，但他分享了一些自行验证图像真伪的技巧。

尝试反向图像搜索

在开始努力辨别图片真伪之前，通常可以通过使用反向图片搜索找到图片来源来揭穿伪造照片。Google 将此功能作为其图片套件的一部分，并查找精确的图片以及在主题和色彩美学方面相似的图片。

另一个强大的工具是 Tineye，它执行类似的功能，但通常返回更少的更接近完全匹配的结果，这可以使它们更容易分类。

“通常，如果你只是进行反向图像搜索，你就会立即找到它，”法里德说。“你会看到有人从盖蒂图片社拍摄的原始图像，然后在天空中添加了一个不明飞行物或类似的东西。”

如果您怀疑有人窃取您的社交媒体照片并冒充您，反向图像搜索也是一个有用的工具。将您自己的照片上传到工具中，您就可以看到它们在网络上的显示位置。

寻找怪异之处

分析图像的第一步是逻辑分析，至少目前而言，人类在这方面的表现通常比计算机好得多。“计算机非常擅长测量这种精细的细节，例如压缩伪影和几何不一致，”法里德说。“但如果有人拍了一张船在路中间行驶的照片，计算机可能看不出有什么问题。”

仔细查看图像，检查可能插入的物体，或寻找其他物体可能被移除的证据。不过 Farid 警告不要将图像放大太多，因为这样可能会带来自身的障碍。“有时，如果你将图像放大到 500%，很容易看到完全正确的东西，比如镜头失真或噪音造成的伪影，并开始将其归因于操纵，”Farid 说。他建议将图像放大到 200% 或最大 300%，以避免误报。

这时还要检查比例和透视方面的错误，这是伪造照片中最难修复的地方。集体照中是否有人头部异常大？某个物体看起来是否坐姿奇怪？这些都是需要更仔细观察的警告信号。

检查 EXIF 数据

当数码相机拍摄图像时，它会将一系列称为 EXIF 数据的信息附加到图像文件中。这些数据包括所有关键相机设置，以及其他信息，如 GPS 数据（如果有）（智能手机照片通常如此，除非用户有意关闭位置设置）。

如果您知道照片的拍摄地点，您可以将其插入 Google 地图并使用街景视图大致了解该地点的实际样子。街景视图不一定 100% 准确且最新，但它可以作为一个很好的起点。

您可以在 Photoshop 或其他图像编辑程序中打开照片来查看其 EXIF 数据，但也有网站可以显示这些数据，例如 Exifdata.com。照片共享网站 Flickr 也会在可用时显示大量元数据。如果您在 Explorer 或 Finder 中右键单击文件，Windows 和 Mac 也可以为您提供一些元数据。

如果你有一些摄影知识，那么你就可以利用这一点。例如，如果你看到照片使用了较长的快门速度，比如 1/10 秒，那么移动的物体应该会有运动模糊。如果你在画面中看到一辆非常清晰的汽车，那就应该发出警告信号。

有时，您还可以找到图像的原始像素尺寸。这听起来可能不是很有用，但您可以轻松查找特定相机拍摄的照片的典型图像尺寸，然后将其与您当前正在查看的文件进行比较。如果最终版本较小，则表明照片可能已被裁剪以排除信息。

EXIF 数据中还有一个软件标签。“如果在 Photoshop 中打开并保存了图像，元数据中就会显示“Photoshop”，然后是他们使用的版本，”Farid 说。但他警告说，这个标签并不一定表明照片在欺​​骗你。许多照片都经过 Photoshop 或其他编辑程序进行简单的调整，如颜色校正，甚至只是调整大小。

检查阴影

我们知道，物体投射的阴影会与产生阴影的光源相对。利用这些信息，调查人员可以实际绘制阴影、物体和相应光源之间的界线，以查看该图像是否具有物理可行性。

“在物理 3D 世界中，我对阴影、物体和光源有线性约束，”Farid 说。“这意味着我可以找到所有投射阴影的物体——只要我能非常清楚地将阴影上的点归因于图像中物体上的点。”

在关于人们识别编辑过的照片的能力的研究中，有一个原始的例子，显示一名男子的脸被翻转，因此光源与阴影位于同一侧。只要你仔细寻找，就很容易识别。

在 Photoshop 中处理

（上面的比较显示了同一张图像的两个版本。右边的图像经过了色阶调整，可以清楚地看到前车牌上的笔刷调整）

如果您自己可以使用 Photoshop，则可以进行一些调整来尝试找出肉眼可能错过的瑕疵。

Farid 建议使用的工具之一是色阶。您可以按 Command + L（Mac）或 Control + L（PC）来访问它。“如果您将白点一直拉到非常接近黑点的位置，那么黑色的窄范围就会扩大很多，”Farid 说。“如果有人使用橡皮擦工具擦除了暗区中的某些东西，您可以看到工具的痕迹。”如果您将黑点一直向上拖动以从图像高光中绘制出更多细节，也会出现同样的效果。

您可以尝试一些其他 Photoshop 技巧来发现一些改动。提高对比度或锐度将有助于强调照片中的硬边，这有时在粘贴对象时会发生。Farid 还建议反转图像上的颜色（control + I 或 command + I）以获得照片的新视角，这可能会刺激您的大脑绘制出一些不规则之处。

寻找模式

模式识别是专门研究人员使用专门软件工具具有真正优势的一个领域。

有些图案可以用眼睛识别。Photoshop 新手在尝试克隆对象时可能会留下重复的图案。缩小图像并从远处查看，看看您的眼睛是否能识别出任何图案，然后放大图像以查看场景中是否有一些重复的物体。

法里德等研究人员掌握的最有效方法之一是寻找图像传感器产生的噪声中的模式差异，这需要先进的软件。“噪声具有特定的模式，当图像的某个部分噪声较多或较少时，就说明出现了问题，”法里德说。例如，如果有人对图像进行喷绘，该效果将以计算机可以识别的方式改变图案。如果修图师的修图手法特别粗暴，你甚至可以用肉眼发现它。如果你曾经注意到模特的皮肤看起来特别平坦，像洋娃娃一样，那么你看到的基本上是同样的效果，只是规模大得多——有时甚至令人毛骨悚然。

研究人员还经常在 JPEG 图像压缩留下的伪影中寻找模式。JPEG 是一种“有损”格式，这意味着它会抛弃原始文件中的某些信息以节省空间，并使其可被更多种类的机器读取。这会导致伪影，即随着时间的推移引入的数据变化——尤其是当您多次保存数据时。“想象一下，你出去买了全新的 iPhone，甚至包装都很漂亮。一切都恰到好处，甚至连胶带都贴合得很好，”Farid 说。“试着把它重新组合起来，看看会发生什么。它永远不会奏效。数字文件也是如此。当你在 Photoshop 中解压它，然后重新压缩它时，你无法完美地得到它。它会留下我们可以识别的伪影。”

警惕在线工具

网上有些地方可以上传图片来检查是否有编辑的警告信号，但结果可能很难解读。例如，我将这张玉米照片上传到一个热门网站，它被标记，因为它“不是原始相机图像”。我自己从 DSLR 原始文件中导出了一个 JPEG 文件，并进行了一些色彩校正，所以我知道它不是伪造的，但它仍然被标记。它没有声称这张照片被篡改过，但它也让人怀疑它不应该被篡改。

有些网站可以读取软件标签，比如这个网站可以准确地告诉你在 Lightroom 中编辑照片时采取了哪些操作。这更有用，但你仍然需要了解软件本身才能做出准确的解释。

有一些软件可以识别这些更复杂的操作，但通常仅用于商业用途，用于安全和执法行动。

“公开这些信息很棘手，因为我公开的信息越多，就越容易被规避，”法里德说。“我们在科学出版物上公布了细节，但要真正回过头来实施所有这些技术对某些人来说真的很困难。这就是我们现在的妥协。

不要被误报所蒙骗

最后一步是意识到有时事物看起来发生了变化，但实际上并没有。“照片有时看起来很奇怪，”法里德说。