数字图像反取证
数字图像篡改被动取证技术研究
数字图像篡改被动取证技术研究数字图像篡改被动取证技术研究摘要：随着数字图像处理技术的快速发展，图片篡改越来越容易实现，给社会安全和信任带来了巨大的挑战。
本文主要研究数字图像篡改的被动取证技术，介绍了数字图像篡改的类型及其影响，分析了数字图像篡改的可能性和主要挑战，然后给出了数字图像篡改被动取证的主要策略和技术，最后探讨了未来数字图像篡改被动取证技术的发展趋势。
关键词：数字图像篡改；取证技术；被动取证；篡改类型；主要挑战；策略与技术；发展趋势1. 引言数字图像已经成为人们日常生活中常用的媒体之一。
然而，随着数字图像处理技术的进步，图像篡改也越来越常见。
从简单的美颜软件到复杂的图像编辑软件，人们可以轻松地修改数字图像的内容，包括添加、删除、替换和修改图像的元素。
数字图像篡改可能导致不可信的证据和虚假的信息，对社会安全和信任产生巨大影响。
因此，开发一种有效的数字图像篡改取证技术至关重要。
2. 数字图像篡改的类型及其影响2.1 图像篡改的类型数字图像篡改主要包括内容篡改、隐秘信息篡改和外观篡改。
内容篡改是指在图像中添加、删除或修改像素信息，从而改变图像的内容。
隐秘信息篡改是指在图像中嵌入隐秘信息，如隐藏文字或其他图像，这种篡改往往很难察觉。
外观篡改是指通过修改图像的外观，如亮度、对比度、色调等来改变图像的感知效果。
2.2 影响数字图像篡改可能导致以下影响：2.2.1 不可靠的证据：数字图像常被用作犯罪证据，因此如果图像被篡改，可能导致不可靠的证据被使用，从而影响案件处理和司法公正。
2.2.2 虚假的信息：通过篡改数字图像，恶意篡改者可以传播虚假信息，误导公众和社会舆论，影响社会稳定和安全。
3. 数字图像篡改的可能性和主要挑战3.1 数字图像篡改的可能性数字图像篡改之所以可能，是因为数字图像本质上是由像素构成的，而像素的值可以轻易被修改。
此外，如今的图像处理软件越来越强大，篡改者可以利用这些工具轻松地修改像素值和图像元素。
数字图像取证简介
21世纪以来，随着电子技术的飞速发展，数 码相机及图像扫描设备迅速普及，数字图像已 广泛应用于人们的日常办公、学习以及生活当 中。以Photoshop、iPhoto、ACDSee等为代表 的图像处理软件功能越强大，使用越来越方便， 普通用户很容易利用这些工具编辑、修改、美 化图像。
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
什么是数字图像取证
• 数字图像取证技术（Digital Image Forensics）是判断数字图像有没有被篡 改的技术通过对图像统计特征的分析来判 断数字图像内容的真实性、完整性和原始 性。 • 数字图像取证技术是计算机取证技术 的一个分支，是对源于数字图像资源的数 字证据进行确定、收集、识别、分析及出 示法庭的过程。 • 目前，数字图像取证技术可以分为主 动取证技术和被动取证技术两大类。
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
图像的获取与存储
取证方法：图像源设备识别
1、通过获取图片阶段的工件属性识别 2、通过传感器缺陷识别 3、通过成像装置的特性识别
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
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隐写术
• 隐写术是可以通过某些媒体的秘密通 道（尤其是图像和视频）。 • 数字隐写系统由信息的嵌入、传输、 提取等几部分组成，这与通信系统的发 送和接收类似。其中可将数字隐写的载 体看作通信信道，将待隐写信息看作需 要传递的信号，而信息的嵌入和提取分 别看作通信中的调制和解调过程。 • 应用隐写技术的通信双方将不会被第 三方检测，从而保证图像的安全性。
智能手机数字图像的溯源取证研究综述
智能手机数字图像的溯源取证研究综述智能手机数字图像的溯源取证研究综述引言：随着智能手机的普及和使用，数字图像成为了智能手机用户不可或缺的一部分。
然而，由于数字图像的易修改性和复制性，智能手机数字图像的溯源取证研究备受关注。
本文旨在综述智能手机数字图像溯源取证研究的现状与发展，探讨其中的挑战和未来的研究方向。
一、智能手机数字图像溯源取证的定义与背景1.1 定义智能手机数字图像溯源取证即通过技术手段追踪、分析和验证智能手机数字图像的真实性和来源，以获取证据并进行取证。
1.2 背景随着智能手机的快速发展，人们越来越多地依赖智能手机进行拍照、录像和社交分享等活动。
然而，随之而来的是数字图像涉及的各种信息泄露、虚假信息和侵权问题。
因此，人们迫切需要一种可靠的方法来追溯和取证智能手机数字图像的真实性和来源。
二、智能手机数字图像溯源取证技术2.1 元数据分析元数据是指数字图像中存储的与图像相关的信息，例如拍摄时间、地点、设备型号等。
通过分析元数据，可以推断出图像的拍摄顺序和真实性。
此外，还可以通过元数据的变化来判断图像是否被修改、篡改或复制。
2.2 数字水印技术数字水印技术通过在数字图像中嵌入特定信息，用以标识图像的所有者和来源。
数字水印可以被作为取证工具，对智能手机数字图像进行追踪和验证。
同时，数字水印技术也可以用于在侵权案件中为原告提供证据。
2.3 图像压缩与解压缩技术智能手机数字图像常常经过压缩和解压缩处理。
图像压缩与解压缩技术可以通过分析图像的编码方式和变化情况，判断图像是否经过修改或复制。
2.4 频域分析技术频域分析技术包括快速傅里叶变换（FFT）和离散余弦变换（DCT）等。
通过对智能手机数字图像进行频域分析，可以检测图像是否存在修改痕迹、添加图层或进行过图像合成等操作。
三、智能手机数字图像溯源取证研究中的挑战3.1 图像伪造现今技术能够使伪造的图像与真实图像无法分辨，这对数字图像溯源取证带来了极大的挑战。
精细化自动检测篡改区域的数字图像取证方法
维吾尔自治区自然科学基金科研项目 （2015211A016）；新 疆 维 吾 尔 自 治 区 高 校 科 研 计划科学研究重点项目（XJEDU2013I34）
兴技术，可以直接通过数据本身对图像的真实性进行检 测[2]，因此对其进行研究具有很重要的现实意义。
2016 年 4 月 1 日 第 39 卷第 7 期
现代电子技术 Modern Electronics Technique
doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.07.021
Apr. 2016 Vol. 39 No. 7
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精细化自动检测篡改区域的数字图像取证方法
贺一峰，赵旭东，亚森·艾则孜
数字图像篡改手段多种多样，其中 Copy⁃Move（复制⁃ 移动）是一种简单高效的图像篡改方法[3]，即首先从一幅 图像中复制部分图像区域，然后将复制区域粘贴到相同 图像的其他区域。同时为了掩盖痕迹，篡改者还会在复 制粘贴操作后进行加噪、模糊、JPEG 压缩以及几何形变 处理操作以达到掩盖篡改的痕迹[4]。已有很多研究者对 其进行相关研究，一般可以分为变换域 和 [5⁃6] 非变换域方 法 。 [7⁃10]
（新疆警察学院 信息安全工程系，新疆 乌鲁木齐 830011）
摘 要：现存的大部分篡改检测方法对篡改区域的几何变化检测比较敏感，针对该问题，提出一种利用特征图像块精
细化自动检测篡改区域的数字图像取证方法，该方法适用于反射、旋转、缩放区域和 JPEG 压缩定位。首先将重复区域的像
素映射到对数极坐标上。然后沿轴，利用反射和旋转产生一维不变描述符。此外，运用每个单独块中提取的特征向量来减
《数据安全》第4章-数据取证技术
对于所搜集来的电子数据证据，需要对其源IP地址进行认定，从而更加有效地定位犯罪。 利用信任关系、远程登录、IP堆栈修改等方式来进行IP地址欺骗是进行网络犯罪的一种常用手段。
知识点 【数字取证技术概述】
数字取证技术概述的主要内容：
1. 电子数据的定义 2. 数字取证的概念 3. 数字取证的发展与成果 4. 数字取证的原则
【第四章 数据取证技术】
知识点【数字取证技术概述】 【第四章 数据取证技术】
1、电子数据的定义
数字取证的概念
“采用技术手段，获取、分析、固定电子数据作为认定事实的科学”，这是能够为法庭接受 的、足够可靠和有说服性的、存在于计算机和相关外设中的电子数据的确认、保护、提取和 归档的过程，是对存储介质中保存的数据所进行的一种科学的检查和分析方法。
运行后残留特征
正常退出特征：用户所在目录的template下，存储本次文档编辑的一部份信息；在 %user%目录下的Application Data/microsoft office存储了自装机以来历次的删除 记录、文档原来所在的目录，文档名；在系统本身%systemroot%中，存在每个程序的
使用记录。异常退出特征：缓存文件中存储一部份恢复信息。
取和证是一个闭环的过程，最终的目标是形成“证据链”。
知识点【数字取证技术概述】 【第四章 数据取证技术】
数字取证技术概述的主要内容：
1. 电子数据的定义 2. 数字取证的概念 3. 数字取证的发展与成果 4. 数字取证的原则
（1）主机电子证据保全、恢复和分析技术 （2）网络数据捕获与分析、网络追踪 （3）主动取证 （4）密码分析 （5）电子取证法学研究
数字图像盲取证技术研究综述
数字图像盲取证技术研究综述作者：罗鸿斌来源：《无线互联科技》2014年第02期摘要：数字图像盲取证作为一种不依赖任何预签名提取或预嵌入信息来鉴别图像真伪和来源的新课题，正逐步成为多媒体安全领域新的研究热点，本文首先介绍了这一领域当前的研究现状和进展，接着从图像篡改遗留痕迹特征、图像内在统计特性、成像设备一致性三个方面阐述了当前图像盲取证技术的主要方法，并分析了不足之处。
关键词：数字图像取证；篡改检测随着计算机技术、网络技术、多媒体技术的迅速发展，数字图像已在我们工作生活中发挥着越来越重要的作用，与此同时，高质量数码相机的普及和功能日益强大的图像处理软件的广泛应用，使得人们不需要特殊的专业技术即可对数字图像进行非常逼真的修改，处理效果很难通过人眼分辨。
大多数人对数字图像的修改只是为了增强表现效果或为了好玩，但也不乏有人出于各种目的故意篡改，甚至恶意地利用、传播经过精心伪造的数字图像，这严重的影响了科学发现、保险和法庭证物等，无疑会对政治、军事和社会的各方面会产生恶劣的影响。
因此，面向真实性检测的数字图像盲取证技术是迫切需要的一种技术，潜在的应用领域广泛，涉及新闻媒体、电子票据、文档签名、法庭犯罪取证、保险事故调查、军事情报分析等领域，有着广泛的应用前景，正逐步成为多媒体数据安全领域新的研究热点。
1 数字图像取证数字图像取证技术是一个多学科综合的研究问题，它涉及计算机视觉、信号处理、计算机图形学、机器学习、成像传感器、模式识别等领域的知识。
数字图像取证技术要解决的问题主要包括以下几个方面：能否确认一幅图像是真实（原始）图像，还是经过篡改操作处理后的伪造图像；能否确认伪造图像的篡改区域和篡改程度；能否确认图片是由成像设备拍摄的照片，还是由计算机生成的图片；能否确认拍摄照片的成像设备的类型或品牌。
目前，通常有两种取证技术一是数字图像主动取证技术（数字签名、数字水印），另一种是数字图像被动取证技术，也通常称为数字图像盲取证技术。
一种基于压缩图像的反取证方法
一种基于压缩图像的反取证方法作者：程格平王毅来源：《计算机时代》2015年第09期摘要：图像处理软件的广泛使用使数字图像的篡改和伪造变得更加容易，这给图像数据的安全性带来严重影响。
数字图像取证是解决这个问题的关键技术，逐渐成为研究热点。
反取证技术能够有效降低或消除取证技术的检测效果，尚没有得到应有的重视。
提出一种针对JEPG压缩的反取证技术，通过在压缩图像的DCT系数中添加适当的噪声移除量化块效应，从而去除图像取证的检测证据。
实验结果表明，所提出的方法能够明显降低JEPG图像取证方法的检测性能。
关键词：压缩图像；图像取证；反取证技术；量化效应；检测性能中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-12-02Anti-forensic method based on image compressionCheng Geping， Wang Yi（School of Mathematical and Computer Sciences， Hubei University of Arts and Science，Xiangyang， Hubei 441053， China）Abstract： The widespread use of image processing software makes it easy to tamper and counterfeit a digital image， which will lead to serious influence to the security of image data. The digital image forensics is the key technology to solve the problem and is gradually becoming the research focus. Anti-forensics technology can effectively reduce or eliminate the detection effect of the forensics， but it has not been paid due attention. In this paper， an anti-forensics technology is proposed for JEPG compression， which removes the quantization blocking artifacts by adding appropriate noise to the DCT coefficients in a compressed image， so as to eliminate forensic detection evidence of the image. The experimental results show that the proposed method can significantly reduce the detection performance of the JEPG image forensics.Key words： compressed image； image forensics； anti-forensics； quantization artifacts；detection performance0 引言数码相机的迅速普及和多媒体技术的快速发展，使得数字图像的获取、修改和编辑更加简单，同时也对涉及数字图像原始性、真实性和完整性的应用领域带来日趋严重的安全隐患。
基于操作历史的数字图像取证研究的开题报告
基于操作历史的数字图像取证研究的开题报告一、选题背景数字取证是一项新兴的技术，它可以有效帮助调查人员在数字环境下获取证据来支持案件调查和审判。
近年来，随着数字技术的发展，数字证据在法律证明中的作用越来越明显，相应的数字取证技术也逐渐得到重视。
而数字图像取证是数字取证的其中一个重要分支，它主要通过分析、还原、提取和分析数字图像中的元数据、像素信息等来确定数字图像真实性和可信度。
数字图像取证的研究通常包括多种分析技术和方法，其中一种是基于操作历史的图像取证技术。
这种技术主要利用个人或组织在使用计算机时产生的操作痕迹和日志信息来还原图像的生成过程，进而确定图片的真实性和可信度。
该技术的优势在于可以提供更加具体的证据和证明，具有较高的可信度和准确性，因此在图像取证领域中具有重要意义。
面对各种复杂的图像篡改手段，数字图像取证技术仍需要不断发展和完善，实现更加准确和可靠的取证结果。
因此，基于操作历史的数字图像取证研究对于数字证据的捕捉、检验和证明具有重要意义。
二、研究目的和意义本研究的目的在于探究基于操作历史的数字图像取证技术在数字证据取证中的应用，分析其优势和不足之处，进而提出相应的改进和优化方案，为数字证据的检验和取证提供指导和支持。
本研究的意义在于：1. 提升数字图像取证技术的可靠性和准确性，提高数字证据的质量和可信度。
2. 探究数字图像取证技术的新应用，为法律取证提供更加全面和有效的技术和方法支持。
3. 对数字图像取证技术的发展和完善提出新的思路和方向，为相关领域的学者和研究者提供参考和借鉴。
三、研究内容和方法本研究的内容主要包括以下几个方面：1. 对基于操作历史的数字图像取证技术的研究进行深入分析和总结，明确其研究意义和应用价值。
2. 基于操作历史的数字图像取证技术的关键技术和算法进行研究，包括操作痕迹和日志信息的获取和分析、图像生成过程的还原和重构等方面。
3. 建立数字图像取证的实验平台，通过实验数据验证研究方法和算法的有效性和准确性。
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2.反取证的发展过程 2.反取证的发展过程
Giuseppe Valenzise(Italy)
a research fellow at Politecnico di Milano(米兰 理工大学) in Group (G). 理工大学) in the Image and Sound Processing Group (ISPG).
T. Gloe, M. Kirchner, A. Winkler, and R. Böhme, “Can we trust digital image forensics?,” in 15th International Conference on Multimedia,2007, pp. 78–86.
M. Kirchner and R. Böhme, “Synthesis of color filter array pattern in digital images,” in Proc. SPIE-IS&T Electronic Imaging: Media Forensics and Security, Feb. 2009, vol. 7254.
G. Valenzise, M. Tagliasacchi, S. Tubaro The cost of JPEG compression anti-forensics IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), May 2011
Evidence counterfeiting
制造一个假的证据将取证引向另一个方向
现在社会： 现在社会：谋杀制造成自杀或者是合理的意外事故 伪造证据的过程中也可能会留下证据
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4.重采样的反取证 4.重采样的反取证
参考文献 Böhme, M. Kirchner and R. B hme, “Hiding traces of resampling in digital images,” images, Hiding IEEE Trans. on Information Forensics and Security, 2008.
Company na种类
Evidence source elimination
如果没产生证据就不用消除证据
现实社会：戴上手套作案（本身也是证据） 现实社会：戴上手套作案（本身也是证据）
没有任何迹象也是可疑的
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3.反取证的种类 3.反取证的种类
Company name
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3.反取证的种类 3.反取证的种类
destruction（部分或全部破坏） Evidence destruction（部分或全部破坏）
删除证据 使得证据在取证鉴定过程中不可用
现实社会毁灭证据的例子： 现实社会毁灭证据的例子：擦掉枪上的指纹或者在血上面 倒些漂白水，以毁掉DNA 倒些漂白水，以毁掉DNA 也会留下证据： 也会留下证据：装漂白水的瓶子有可能留下指纹
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2.反取证的发展过程 2.反取证的发展过程
Matthew C. Stamm
"Anti-Forensics of JPEG Compression" , IEEE Int'l Conf. Acoustic, Speech, and Signal Processing (ICASSP), March 2010.
y2i −1 = xi 那么 y2i = 0.5 xi + 0.5 xi +1
且有
y2i = 0.5 y2i −1 + 0.5 y2i +1
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插值以后的向量y 插值以后的向量y的数据间存在很强的线性相关性
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4.4 重采样取证方法
对于二维图像
遍历每个像素， 遍历每个像素，计算每个像素是其周围像素线性组合 的概率 将概率矩阵转换到频域， 将概率矩阵转换到频域，频谱中是否存在不连续亮点 判断像素点是够经过采样（存在周期性） 判断像素点是够经过采样（存在周期性）
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3.反取证的种类 3.反取证的种类
取证两方面
是否经过恶意的后期处理和篡改 图像的来源鉴定
反取证种类
Evidence destruction Evidence hiding Evidence source elimination counterfeiting(伪造 伪造) Evidence counterfeiting(伪造)
M. C. Stamm, S. K. Tjoa, W. S. Lin, and K. J. R. Liu, "Undetectable Image Tampering Through JPEG Compression Anti-Forensics", IEEE Int'l Conf. Image Processing (ICIP), Hong Kong, China, September 2010.
用的方法不一样, 用的方法不一样, 检测结果不一样！ 检测结果不一样！
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1.反取证的引入 1.反取证的引入
取证结果的可信性
取证在实验室检测、现实操作情况下是可信的， 取证在实验室检测、现实操作情况下是可信的，但是很少考虑到 取证算法的鲁棒性 取证算法的鲁棒性
现在所有的数字图像取证技术都是在假设篡改者没有使用反取证 的方法前提下操作的，如果图像篡改者有数字信号处理的背景， 的方法前提下操作的，如果图像篡改者有数字信号处理的背景， 而且很懂得数字图像取证，就很难保证取证的可信性了。 而且很懂得数字图像取证，就很难保证取证的可信性了。
Professor K.J.Ray Liu
"Undetectable Image Tampering Through JPEG Compression Anti-Forensics", IEEE Int'l Conf. Image Processing (ICIP), 2010.
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反取证目的：发展反取证找到现存取证技术的弱点， 反取证目的：发展反取证找到现存取证技术的弱点，使得 取证技术的鲁棒性得到提高，或者在有反取证技术存在的 取证技术的鲁棒性得到提高， 情况下能够检测。 情况下能够检测。
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2.反取证的发展过程 2.反取证的发展过程
第一次提出反取证的概念： 第一次提出反取证的概念： M. Kirchner / R. Böhme
数字图像反取证
LOGO
Contents
1.2 反取证的引入及发展 3. 反取证的种类 4. 重采样的反取证 JPEG压缩的反取证 5. JPEG压缩的反取证 6. 结论
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1.反取证的引入 1.反取证的引入
•Exposing Digital Forgeries From 3-D Lighting Environments . Farid
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4.4 重采样取证方法
原始图像 p map 频域
105%
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4.5 重采样的反取证
中值滤波
相当于低通滤波器， 相当于低通滤波器，有浮动的截断频率 能够毁掉领域像素之间的周期依赖性
5%上采样后，5*5中值滤波器 5%上采样后，5*5中值滤波器 上采样后
最邻近插值法(输出像素的赋值为当前点的像素) • 最邻近插值法(输出像素的赋值为当前点的像素) • 双线性插值法（2*2矩阵所包含的有效点的加权平均值） 双线性插值法（2*2矩阵所包含的有效点的加权平均值） 矩阵所包含的有效点的加权平均值 • 立方回旋插值（4*4矩阵所包含的有效点的加权平均值） 立方回旋插值（4*4矩阵所包含的有效点的加权平均值） 矩阵所包含的有效点的加权平均值
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4.1 重采样
不同图像之间剪切或者复制、粘贴，为了不引起视觉怀疑， 往往对剪切部分进行缩放、旋转----也就是重采样
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4.1 重采样定义
重采样
对于信号x(t),先进行中间插0的插值处理； 对于信号x(t),先进行中间插0的插值处理；再卷积上 x(t),先进行中间插 一个低通信号，使得插值后的信号平均， 一个低通信号，使得插值后的信号平均，再对平均后 低通信号 的信号进行抽取。 的信号进行抽取。
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5.JPEG 压缩反取证
参考文献
M. C. Stamm, S. K. Tjoa, W. S. Lin, and K. J. R. Liu, "AntiForensics of JPEG Compression" , IEEE Int'l Conf. Acoustic, Speech, and Signal Processing (ICASSP), Dallas, March 2010.
M. Kirchner and R. Böhme, “Hiding traces of resampling in digital images,” IEEE Trans. on Information Forensics and Security, vol. 3, no. 4, pp.582-592, 2008.
Government released a series of photographs in the Spring 2008 showing a healthy and active Kim Jong-Il