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《数字图像取证》
廖鑫 乔通 董理 陈艳利 陈嘉欣 秦拯 编著
张鑫 责编
复旦大学出版社
互联网上，曾流传过一句简短有力的“箴言”——有图有真相。
每当某起事件陷入“罗生门”中时，一张看似毫无P图痕迹的照片，往往就代表了整件事的“真相”。
相比起具有极强主观意识的“小作文”，一张图片传递的信息会被认为更加客观、具有可信度。
然而，近年来不断出现的“反转”“实锤”，让人们意识到：就算有图，也不一定就有真相。
视觉是人类获取外部世界信息的最主要的途径之一。人类获取的信息中，大约有70%来源于视觉。常言道“一图胜千言”，与文本内容相比，图像更加直观并能传递更多信息。
数千年来，人类一直在探索能将自己的所见保存为图像的方法。从照相术的发明，到数码相机的出现，再到近年来智能手机的大规模普及，科技的发展使得图像的采集变得极为便利。
随着互联网和在线社交网络的发展，数字图像已经在人们的生活中无处不在。人人都用之记录现场，分享生活。
尽管数字图像带来诸多好处，但是它也带来了严重的安全问题。曾经，由于图像修改编辑难度较大，人们对看到的图像有一种潜在的信任，即俗话说的“有图有真相”（seeing is believing，眼见为实）。
但随着计算机视觉技术的发展，各种高级的图像编辑软件和工具层出不穷。这些工具为用户提供了方便快捷、效果自然逼真的编辑合成功能，并且几乎不会留下视觉可辨的痕迹。
图像编辑软件的本意是促进艺术交流、美化图片或者影视娱乐，但在一些比较严肃的场合，例如政治新闻报道、保险理赔、法院呈堂证供、学术研究报道等，一些别有用心者篡改图像、虚构事实，恶意散布虚假信息，借此攫取利益，甚至误导群众认知，造成不良社会舆情。例如，早些年的“华南虎”“青藏铁路藏羚羊”等伪造图像严重误导了人们的认知。
华南虎假新闻照片
藏羚羊假新闻照片
在国际上，伪造图像的事件也层出不穷。伊朗发布的导弹发射照片，通过复制-粘贴增加导弹发射数量，引起国际社会对其地区局势安全的担忧。
伊朗经篡改的导弹发射照片
（注：左为原始图，右为篡改图）
可见，数字图像内容的真实性越来越不能得到保证，也越来越受到人们的质疑。各种与图像伪造有关的事件也不断提醒着人们关注图像内容安全。因此，图像真伪鉴别已经成为信息安全领域的一个研究热点。
网络上传播的海量图像数据，到底哪些内容是真实可信的？这成为一个亟待回答的问题。数字图像取证就是为了保护数字图像安全而尝试作出的回答。
与主动嵌入水印来认证保护图像的方法不同，数字图像取证不预先嵌入水印，而是直接对数字图像进行分析，从数据源中提取出关键证据，从而对图像的真实性进行检测与认证。
数字图像取证技术在许多方面具有重大意义。
首先，数字图像取证技术的研究和发展能够降低伪造图像给社会带来的各种不良影响，有助于维护公共信任秩序，打击图片伪造犯罪行为。特别是在民事法庭或刑事法庭等司法部门，得到真实性验证的嫌疑人行为的图像，既可以作为支持或者推翻犯罪事实的有力证据，用来鉴别嫌疑人陈述、确定意图或认证文件，也可以作为固化和保全取证侦查及审判过程的重要手段。
其次，数字图像取证技术可为信息网络空间安全保驾护航。网络中的图像篡改事件屡见不鲜，情节较轻时会混淆人们的视听，严重时则扰乱信息网络空间的公共秩序，数字图像取证技术可以通过技术手段以正视听，及时制止谣言散播，震慑不法分子篡改行为，维护网络空间安全秩序，为建设可信安全的网络环境提供技术支撑。
*文本来源：《数字图像取证》绪论
在数字时代，数字图像作为视觉信息的主要传播媒介，为人们的信息交流提供了极大的便利。然而，随着图像处理技术的不断发展，数字图像的编辑、修改和生成变得越来越容易，一些恶意的篡改可能会对人们的认知产生混淆，对图像的可信性提出质疑。为了确保数字图像的真实性和来源可靠性，数字图像取证技术应运而生。该技术旨在通过对数字图像进行分析，确保图像内容的真实性和图像来源的可靠性。
作为图形图像处理领域的从业者，我对数字图像取证技术的重要性深有体会，特别是在2023年，图像生成模型大爆发的年度，政府部门、产业界、学术界等各领域都对图像取证表现了前所未有的关注。本书《数字图像取证》问世恰逢其时，由图像内容取证、图像来源取证、新型多媒体取证三大部分组成，全面系统地介绍了数字图像取证关键技术及其最新发展趋势。
第一部分以图像内容取证为主题，详细介绍了图像编辑和篡改中常用的取证方法。从不改变图像语义的图像压缩取证、图像润饰取证，到改变图像语义内容的图像篡改操作取证，每一章节都深入探讨了典型方法的原理与过程。这一部分的研究对于维护图像真实性和完整性具有重要的意义。
第二部分聚焦于图像来源取证，对图像来源取证类型进行了分类，归纳成像设备的指纹特征。从监督模型的学习算法到非监督模型的算法，这部分系统地介绍了图像来源识别和图像来源聚类任务的进展。这一部分的研究为数字图像的溯源任务提供了技术支撑。
第三部分关注新型多媒体取证，着重介绍了近年来流行的基于人工智能的新型篡改。从深度伪造到图像合成，再到在线社交网络空间下的取证问题以及图像操作链取证问题，本书详细介绍了这些新型伪造技术的工作原理，总结近年来新型多媒体取证的典型范式与方法，并探讨了人工智能为图像取证带来的新的安全风险与挑战，为广大图像取证从业者提供了诸多有益参考。
本书不仅是多所高校的教师与科研人员共同努力的成果，也是对多媒体内容安全领域主要研究方向的全面而深入的梳理。我相信，无论是网络空间安全及相关学科的学生，还是从事多媒体安全相关研究的专业人员，都能在本书中找到有价值的知识。最后，衷心祝愿本书能够成为数字图像取证领域的重要参考之作，为各界读者提供有益指引，促进数字图像取证领域的不断发展与创新。
*文本来源：《数字图像取证》序，作者：王耀南（中国工程院院士、中国图象图形学学会理事长）
内容摘要
随着数字技术的发展，图像篡改手段日益普及，给社会公众带来了信任危机。如何鉴定图像的真伪性，成为一个备受关注的问题。本书系统地介绍了数字图像取证技术的研究进展与应用前景。全书分为图像内容取证、图像来源取证和新型多媒体取证三大部分。内容取证部分重点讲解了各类图像编辑操作的检测方法，如重压缩、模糊、拼接等；来源取证部分聚焦成像设备指纹提取和匹配算法，可实现图像来源识别与聚类；最后，面向深度学习时代的新型篡改类型，如深度伪造、生成对抗网络、社交媒体图像，以及图像操作链的取证技术也得到阐述。
本书是国内多所高校的教师与科研人员共同努力的结果，内容丰富，论点精到，既作为网络空间安全及相关专业的本科生和研究生的教材，也可供从事多媒体安全相关研究的专业人品参考借鉴。
作者简介
廖鑫，湖南大学教授，博士生导师，国家自然科学基金委重点项目负责人，湖南省杰出青年基金获得者，入选全球前2%顶尖科学家榜单。主要研究领域包括多媒体取证与安全、人工智能安全等。
乔通，杭州电子科技大学副教授，法国特鲁瓦技术大学系统优化与可靠性专业博士。浙江-法国数字媒体取证联合实验室主任，首批“浙江省高校领军人才培养计划”青年优秀人才，曾获河南省自然科学奖一等奖。主要研究领域包括人工智能安全、数字媒体取证等。
董理，宁波大学副教授、硕士生导师，澳门大学计算机科学专业博士。主要研究领域包括多媒体内容安全、数字图像取证、信息隐藏等。
陈艳利，杭州电子科技大学讲师，法国特鲁瓦技术大学系统优化与安全专业博士。主要研究领域包括多媒体安全、数字图像取证、隐私保护等。
陈嘉欣，长沙理工大学讲师，硕士生导师，湖南大学计算机科学与技术博士。主要研究领域包括多媒体安全、数字图像取证、人工智能安全等。
秦拯，湖南大学信息科学与工程学院教授，博士生导师，教育部网络空间安全专业教指委委员。主要研究领域包括数据安全、隐私保护、人工智能安全等。
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资料：复旦大学出版社
编辑：杨威
