導彈發射失敗也能被P成功 如何識別"照騙"?

俗話說，一圖抵千文。與文字相比，圖片顯得更直觀，更具有說服力，比文字傳達的信息更容易使讀者產生共鳴。然而如果照片是偽造的呢？實際上有很多方法可以發現假照片，你只是需要足夠仔細地觀察！看看下面這張照片，顯示2名普通人正在建築物外面交談，對嗎？他們中的某人似乎在把東西交給另一個人。現在仔細看看，這張照片中的內容似乎並不像表面看上去的那樣。

有些跡象可能不會引起你的注意，但對於哈尼·法里德（Hany Farid）來說，這張照片到處都是篡改的證據，比如窗戶的反射偏離了方向，陰影也不符合常規。顯然，這張照片是經過篡改的，其中某個人根本不該出現在照片上。

圖2：圖中顯示兩個人正在建築物外面交換文件嗎？事實未必如此

研究表明，不管你怎麼看待自己發現騙局的能力，我們大多數人在這方面的表現都很糟糕。然而，法里德卻以截然不同的方式看待照片。作為數字取證和圖像分析的著名專家，他會仔細查看上面近乎覺察不到的跡象，這些跡象表明圖像可能經過了修改。如果照片被篡改，圖像中的某些物體的陰影可能與圖中其餘部分的光源無法完美匹配。

隨著時間的推移，法里德發現了一個小竅門，那就是檢查人們眼中的光線。他解釋說：「如果照片中有兩個人比鄰而站，我們經常能看到他們眼中的光源（比如太陽或照相機閃光燈）發出的反射。這個反射的位置、大小和顏色可以告訴我們光源的位置、大小以及顏色。如果光源的這些特性不一致，那麼照片可能就被修改過。

圖3：有些類型的假照片很容易被發現，就像《時代》雜誌封面展示的特朗普總統照片

另一個竅門是觀察人們耳朵的顏色。法里德表示：「如果太陽在我後面，從正面看，我的耳朵就會顯示出紅色，因為你會看到血的顏色。如果光源在前面，你就看不到耳朵里的紅色。」但法里德還有更多的科學工具可供選擇。作為達特茅斯學院計算機科學系主任，他幾十年來始終在研究如何發現被修改過的假照片。

以陰影為例。如果你沿著照片的陰影邊緣畫出一條線，並指向投射出陰影的物體，你就可以進一步跟蹤那個物體的位置，從而確定圖像中的光線來源。如果在陰影處繪製多個點，它們應該能夠相交。法里德說，如果照片被篡改過，圖像中某些物體的陰影可能與圖片其餘部分的光源不匹配。他已經證明這種識別方法是可行的，可以找出圖片中後來添加上去的對象或人物。

圖4：仔細觀察圖片中的反射情況，也能輕易發現照片是否被偽造過

與之類似，像文章開頭提及的那種反射也是區分照片是否被篡改的有效方式。通過追蹤創建鏡像的人或目標對象的線條，它們應該能會聚在反射表面後面的某個點上。如果沒有這種情況出現，那麼肯定有些地方被篡改了。在當今世界上，假圖片對政治、醫學都會產生影響。

法里德說：「在所有選舉中，你都能看到某種形式的虛假照片。這些圖片被篡改，以便讓候選人看起來更好。他們可能創造人群來增加多樣性，這樣候選人看起來就不像種族主義者。他們也可能利用合成材料拼接照片，來展示對手的負面形象。」

圖5：總統候選人約翰·克里的照片被故意篡改

例如，2004年總統大選期間，曾有照片顯示當時的總統候選人、越南戰爭老兵約翰·克里（John Kerry）與簡·方達（Jane Fonda）共同參加1970年的反戰集會，至少有一家知名報紙提到了這張照片，此後這張照片在互聯網上廣泛傳播開來。直到後來，才有人發現它是由兩張不同的照片合成的。

圖6：這張2008年流傳的奧巴馬總統照片也是偽造的，照片中的鐘錶提供了線索

偽造圖片顯然並不屬於新鮮事物，事實上BBC Future欄目已經報道過此類現象，它們幾乎無處不在。例如，在2012年，我們發布了分辨颶風桑迪（Hurricane Sandy）虛假照片的指南。你可能看過戲劇性的虛假照片，顯示超級單體風暴在自由女神像上空醞釀。BBC Future作家羅斯·埃弗萊斯（Rose Eveleth）還報道了虛假圖像影響記憶的方式。

圖7：2012年被篡改的照片，顯示颶風桑迪正要襲擊紐約

事實上，自從攝影誕生以來，圖像篡改就隨之出現。即使是美國總統亞伯拉罕·林肯（Abraham Lincoln）的著名肖像，也被廣泛認為是合成照片。林肯的頭部照片被添加到另一個政客的身體上。數碼相機和照片編輯軟體的普及，使得這個問題變得比以往任何時候都更麻煩。

圖8：據說林肯總統這張肖像畫也是合成的

就連政府機構也會發布被篡改的圖像。伊朗曾在2008年發布了一張導彈試射照片，其中一張可能是經過篡改的，將發射失敗的照片改成發射成功的場景。法里德警告稱，當朝鮮、伊拉克以及敘利亞等國的照片被用來幫助各國政府作出關鍵的安全決定時，它們的真實性必須得到核實。

圖9：2008年，伊朗軍方曾發布偽造照片，刪除了圖中發射失敗起火的發射架

為美國軍方研發技術的國防高級研究計劃局（DARPA）正在嘗試創建一種工具，它將自動檢測出圖像和視頻中的偽造部分，並評估其完整性。法里德與凱文·康納（Kevin Conner）都是DARPA團隊的研究人員，他們也都是圖像分析公司Fourandsix的聯合創始人。法里德與康納開發的工具izitru會分析文件如何打包，並幫助確定圖片是否直接來自相機。

康納表示：「我們面臨的挑戰在於，技術還沒有先進到當你提供隨機圖像就能獲得明確答案的地步。」康納曾在Adobe工作16年，大部分時間都在研究圖象處理軟體Photoshop。他說：「不可能真正達到那樣的程度，但這基本上是DARPA正在努力做的事情。」

人類在識別不可靠的圖像時表現非常差。斯坦福大學最近的一項研究表明，中學生、大學生在分析他們在網上讀到的東西是否可信時，表現都不是很好。在一次練習中，學生們看到所謂的「福島核花」照片，它被張貼在不夠權威的網站上。在觀看到這張照片的170名高中生中，只有不到20%人質疑照片來源。

圖10：這種效果並非輻射所致，而是名為簇生的自然過程產生的結果

即使我們懷疑圖片的來源，我們依然無法擺脫自己眼睛看到的內容所影響。在巴西聯邦里奧格蘭德大學的研究中，參與者觀看了一系列照片，並被詢問它們是否被篡改過。雖然有些圖片沒有任何改變，但有半數以上都是拼接的，是多張照片的組合，有些區域被擦除，有些地方則是相同圖片的複製和粘貼。參與者發現假照片的幾率約為47%。

參與這項研究的維克多·施萊辛格（Victor Schetinger）說，朋友和同事們經常詢問他關於照片合法性的問題。他表示：「所有的研究都讓我得出這樣的結論：我不能通過目視檢查確定照片的真偽。在偽造的照片上，很多事情都可能發生，並創造出視覺衝擊力。也許是奇怪的閃光，也許是鏡頭上的灰塵，都可能導致人們懷疑照片是假的，但你不應該總是假設情況是這樣的。」

如果你對自己發現真實圖像和那些被PS圖片的區別能力感到好奇，Adobe已經設置了在線問答。當我參加測試時，我在25次測試中猜對了15次，正確率約為60%。法里德說：「人們通常認為真實的圖像是假的，而將假的東西當成是真實的。他們的信心很高，所以人們都是無知而自信的，而這恰是最糟糕的組合。」

解決方法是求助於計算機來發現人類可能錯過的矛盾之處。攝影取證使用一系列的技術和演算法來識別假照片，需要檢查照片是否符合物理定律。雖然可能永遠無法百分百地驗證照片的真偽，但法醫專家依然可以使用許多技術進行驗證。下面讓我們看看過去數十年間被陰謀論者不斷懷疑的一張照片。

圖11：李·哈維·奧斯瓦爾德（Lee Harvey Oswald）的這張照片經常被陰謀論者稱為偽造品

上面的照片是李·哈維·奧斯瓦爾德（Lee Harvey Oswald），他是前美國海軍陸戰隊員，1963年刺殺了約翰·肯尼迪（John F Kennedy）總統。當時美國政府宣稱，這張照片是在奧斯瓦爾德的後院拍的，並於1963年4月發給他的朋友。調查人員將這張照片中的步槍標記與德克薩斯學校圖書存放的行兇槍支相匹配，以此作為奧斯瓦爾德有罪的證據。

關於這張照片真實性的問題引發了許多陰謀論者的猜測，他們認為奧斯瓦爾德只是個替罪羊，真正的幕後黑手是政府或者犯罪集團，特別是因為奧斯瓦爾德本人極力否認這張照片是真實的，他本人也在受審之前被持槍歹徒殺害。陰謀論者指出，照片中有些特徵是「篡改」的證據，比如陰影，尤其是奧斯瓦爾德臉上的陰影，似乎有些像是從不同光源投射的，而非照片中其他物體的影子。奧斯瓦爾德的下巴看起來比照片中更寬，而且鑒於槍支的重量，他的站姿看起來也顯得有點兒奇怪。另一些人則質疑槍本身在圖片中的長度。

法里德和他的同事在2009年、2010年以及2015年出版的一系列論文中，對這張照片進行了檢查。在他們的分析中，研究人員根據奧斯瓦爾德入獄照中的場景建立了3D模型，包括他的身高、體重以及槍的重量。他們發現，場景中的陰影與單一光源相符，臉上的確存在陰影，下巴也比照片中的更寬。他們還發現，考慮到他的重心和攜帶槍支的方式，並估計照片中步槍的長度，奧斯瓦爾德的站姿也是合理的。

圖12：法里德等人研究了奧斯瓦爾德照片中的站姿，發現其完全合理，從而認為這張照片是真的

總之，研究人員找不到任何照片被篡改過的證據。法里德說：「這就是我們視覺系統無法正確推理的很好例證。你不能因為乍一看，發現照片的某些方面確實看起來很奇怪，就認為它被篡改過。這是個有趣的例子，法醫科學可以證明人們所指的事物實際上並不與現實相一致，它們都是完美的、物理上似是而非的例證。」

其他驗證照片真偽的方法與內容無關，而是基於其編碼的軟體如何包裝數據文件。當照片從手機或照相機中吐出來後，它通常被打包成一個JPEG文件，這屬於有損壓縮。通常情況下，照片中可能有大量的數據，因此要縮小數字文件的大小，有些信息就要被丟棄（因此「有損」）。基於某些演算法，這樣可以使文件變小。

此外，還有與圖像相關聯的元數據，包括拍攝圖像的時間、使用的相機型號、縮略圖的外觀、甚至是拍攝地點等信息。法里德解釋稱：「沒有單一JPEG格式的東西，每台相機壓縮的程度都不相同。例如，iPhone壓縮比高端單反相機多得多。甚至全自動相機也有不同的質量設置，它們創建縮略圖或存儲元數據的方式有點兒不同。而所有這些信息都被嵌入到一個文件中。」

執法機構經常利用這一點來幫助核實圖片是否被修改過，因為它是從相機下載的。法里德稱：「當你使用代碼查看JPEG的包裝時，那些信息都是非常有序的，而篡改過的圖像與iPhone、松下或尼康相機拍攝的都不同。所以我們可以查看文件的包裝，並通過上述跡象確認它是否經過篡改。」

然而，有些被篡改了數據、並被重新排序的照片看起來依然非常逼真，但這種偽造方式很難做到。法里德把它比作試圖重新包裝剛從盒子里拆封的新電腦，他說：:「包裝使用泡沫塑料。如果你試著把所有的東西拆開，再把它放在一起，那就很難讓它看起來與原來的包裝相同。而隱藏篡改跡象與此差不多。如果你真的很努力，你就可以做到這一點，但這幾乎是不可能的，而且你幾乎總是會犯錯誤。」

圖12：通過追蹤照片中陰影與光源之間的線條，很可能發現是否有些內容是後來添加上去的

儘管如此，法里德強調，法醫技術並不能保證假照片都能被發現。然而，它們正在騙子和法醫界創建軍備競賽。法里德說：「他們提高了創造令人信服的假照片所需的難度和技巧。我希望當你通過20種不同的取證方式來拍攝照片時，每個人、每個包裝、陰影、顏色、噪音都是完全一致的，這證明照片更可能是真實的。」

那麼，我們能做些什麼來發現那些在網上流傳的令人討厭的假照片呢？雖然我們可能無法使用全方位的法醫技術，但依然有其他方法可以更仔細地檢查照片。反向圖像搜索（可在tineye.com或Google Images進行）就是很好的方法，可以確定特定的圖像是否存在偽造痕迹。像Snopes.com等著名網站也可以辨別流行圖片。

法里德還建議我們查看圖像的來源。他說：「刊登在《紐約時報》這樣的主流和知名新聞網站上的照片，真實性可能更高。而刊登在未知媒體網站、博客或臉譜網上的照片，可靠性可能會打些折扣。「然而，即使是可靠的新聞機構也可能被合成照片所騙。通常最好的辦法是告誡自己：如果一張照片太好了，它可能不是真的。法里德表示：「在查看數字圖像時，需要持有高度的懷疑態度。但不要讓懷疑主義壓倒你，因為那很容易讓你將真實的圖片當成假圖片，反之亦然。」

譯者|小小

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