数码照片真实性鉴定中Exif信息应用分析

申川

摘要：在数码照片的真实性鉴定中，Exif信息有着非常重要的作用，而如何对Exif信息进行有效的挖掘和應用，则直接关系着数码照片真实性鉴定的结果。本文以当前主流图片格式JPEG为例，对Exif信息的概念、提取、检验等进行了讨论，希望能够为数码照片真实性鉴定提供一些参考。

关键词：数码照片；真实性鉴定；Exif信息；应用

中图分类号：D918 文献标识码：B DOI：10.3969/j.issn.1001-0270.2017.03.31

Abstract： In identification of the authenticity of digital photos Exif information has a very import-

ant role， and how to effectively the Exif information discovery and application， are directly related to the results of the digital photos of authenticity identification. Based on the current mainstream JPEG image format， for example， the concept of Exif information， extract， and inspection， etc are discussed， hoping to provide some references for authenticity identification for digital photos.

Key Words： Digital Photos； the Authenticity Identification； Exif Information； Application

在现代信息技术飞速发展的影响下，数码相机等设备得到了普及，也使得数码照片作为诉讼证据，得到了越来越多的利用。但是，各种图像处理软件的出现，使得数码照片可以被轻易修改，而且肉眼难以辨别，影响了其作为诉讼证据的有效性。在这种情况下，如何鉴别数码照片的真实性就成为了一个亟待解决的问题。Exif信息能够通过图像文件本身的格式信息，判断图像的真实性，是一个非常有效的鉴定方法，也受到了相关技术人员的重视。

1 Exif信息概述

Exif是对Exchangeable Image File Format的缩写，其含义为可交换图像文件格式，最初由日本电子工业发展协会提出，将相关信息附加在一些主流的图像格式中，如JPEG、TIFF、RIFF等。具体来讲，Exif信息对数码相机在拍摄图像过程中采集到的信息进行了记录，然后将其放在了图像文件的头部位置，换言之，Exif信息是一组被镶嵌在图像文件格式内的拍摄参数，包括了相机厂商、相机信号、色彩编码、曝光时间等一系列非常详细的信息，甚至包括了全球定位系统信息等。因此，可以将Exif信息看作是图像本身附带的一种“身份信息”，能够用来辨别图像是否经过了修改[1]。

但是就目前的反馈结果分析，许多鉴定人员在对Exif信息进行提取和分析时，缺乏全面性，甚至仅限于计算机系统以及图像处理软件给出的信息，无法利用Exif信息为数码照片真实性鉴定的结论提供可靠依据。甚至在当前的技术条件下，利用部分软件工具能够直接对部分Exif信息进行修改，如果仅仅依靠浅层次的检验，并不能发现问题，进而给最终鉴定结果造成误导。对于这样的问题，分析Exif信息在数码照片真实性鉴定中的应用，就显得尤其重要。

2 Exif信息的提取

想要利用Exif信息来针对数码照片的真实性进行鉴定，首先必须从图像文件中提取出相应的Exif信息。就目前而言，可以直接利用一些专业的软件，如WinHex、UltraEdit等，对JPEG图像文件进行读取，然后通过数据解析，得到完整的Exif信息。另外，一些主流的图像处理软件，包括Photoshop、iSee、ACDSee等，以及信息读取软件，如Exifer、Exif Viewer、Opanda Iexif等，都可以获取相应的Exif信息，区别仅在于获取信息量的多少。在这些软件中，Picasa、Exifer等不仅能够提取出常规的Exif信息，还能够对数码照片文件中的缩略图、压缩质量等进行读取，获得的信息更加全面，更加丰富[2]。

如果是直接从JPEG图像文件中读取，获得的Exif信息比较完整，但是缺乏直观性，需要技术人员了解文件数据的基本结构，做好进一步的解析工作。与之相比，直接读取的方式在图像编码信息以及缩略图信息的提取上具有非常明显的优势，而且可以进行针对性的搜索，快速获取信息。

3 Exif信息的檢验

在Exif信息中，蕴含由数码照片的各种参数信息，也因此成为了数码照片真实性鉴定中一个必不可少的检验项目。而Exif信息本身的开放性使得一些软件能够对其进行修改，在这种情况下，在完成信息提取后，还需要考虑信息本身可能被篡改的情况，对Exif信息进行检验[3]。

3.1 常规检验

JPEG作为一种图像文件的通用格式，被广泛接受，也使得当前社会上主流的拍照设备拍摄出的照片都是JPEG的类型，在图像文件中也都蕴含着相应的Exif信息。不过，在进行图像文件的上传、格式转换等操作时，可能会出现Exif信息部分或者全部丢失的问题，或者为了掩饰修改的痕迹，直接将之删除，因此，如果发现JPEG图像中的Exif信息存在异常或者无故缺失，则图像本身的真实性必然存在问题。

现阶段，许多图像处理软件都会造成Exif信息的改变，以最为常见的PS为例，在对图像进行处理后，原本存在于Exif信息中的ID信息、元数据日期、修改日期等都会出现变化，从而给数码照片的真实性鉴定造成影响[4]。

3.2 缩略图信息

缩略图可以看作是图像的概括性副本，同样存储在图像文件中，在一些特定的条件下，能够直接揭露图像的篡改痕迹。例如，在Exif信息修改中，比较常用的方法是利用正常图像的Exif信息实现对于修改图像Exif信息的全面覆盖，许多图像处理软件都能够实现这一操作，但是通过这种方法篡改的图像，缩略图显示的是正常图像的缩略图，对比之下，很容易就可以发现图像被篡改的事实。

在部分数码相机的设计中，为了减少图片对于存储空间的占用，会仅仅在Exif内保存一份副本信息，不过也有一些相机拍摄的照片同时保存有两份甚至三份大小不一的副本，除Exif区域外，还存在于文件末端。结合相机本身的压缩机制，绝大部分JPEG图像的缩略图同样是JPEG格式，当然也有部分图像没有对缩略图进行压缩，呈现出TIFF等不同的格式[5]。以JPEG格式的缩略图为例，其一般会将0xFFD8和0xFFD9作為起点和终点，在DCF规范中，缩略图的格式必须为JPEG，尺寸限定160×120，其他任何尺寸禁止。同时，在文件系统中，thumbs.db可以存放缩略图，以方便进行预览，如果在篡改后，没有对之前的缩略图进行更新，那么利用Thumbs DBViewer等专业软件，就能够提取到原始图片的缩略图信息，明确篡改的痕迹。

3.3 图像压缩信息

JPEG图像本身的质量在很大程度上取决于图像存储过程中选择的品质和压缩处理方式，而且一旦确定之后就无法随意更改。如果数码照片的质量超出了相应相机的处理范围，则可以判断其并非原始图片，而是经过了多次压缩[6]。同样以Adobe Photo Shop CS5为例，在进行图像存储时，可供选择的图像质量有13个等级，如果选择0-6，采样方式为YUV411，压缩率最高为91%，最低为81%，如果选择7-12，采样方式为YUV444，压缩率最高為98%，最低为87%。而在常规的数码相机中，采样方式多为YUV411或者YUV422，压缩率为95%或97%。事实上，JPEG图像的采样方式是在编码时产生的，一旦改变，就会导致图像无法正常解压，因此，可以将其看作是分析JPEG图像的一个参考标准。

3.4 实验分析

存在于数码照片中的信息，主要依赖于生成照片本身的相机的特性以及拍摄时的各种参数设置，通过实验分析，能够得到照片拍摄相机固有数据的组织规律，明确相机特有的数据信息，从而为Exif信息的对比检验提供有效的参照标准。利用Exif信息对数码照片的真实性进行鉴定，从本质上来讲，就是将需要检验照片的Exif信息与拍摄该照片的相机的固有规律以及特有数据进行比对，判断两组数据信息的一致性。如果发现信息存在不一致的情况，则需要对其性质进行进一步的分析，判断是否是由于图像处理引发的[7]。

在科学技术飞速发展、生产力水平不断提高的背景下，市场上能够进行数码照片拍摄的产品越来越多，对于Exif信息而言，在不同类型的产品之间，或者同一类型产品的不同版本之间，并没有一个绝对统一的标准，甚至即使是同一个相机，当其参数设置不同时，记录的信息也有所差异。同时，还有部分相机存在着一些缺乏通用解读方法的自定义字符段，必须进行针对性的分析和解读。以一副由摩托罗拉手机拍摄的JPEG图像为例，在其文件终点的0xFFD9之后，还存在有以0xFFE5为标识的数据信息。在这种情况下，不能因为图像文件没有以0xFFD9结尾，就判断其经过篡改，而应该将图像与手机拍摄的其他图像信息进行比对，看正常图像是否同样存在着这样的问题。总之，只有在利用源相机，或者与源相机型号相同、批次相同、软件版本相同的相机进行充分的对比试验，获得具有针对性的数据信息后，才能够对数码照片的真实性做出可靠判断[8]。

4 结语

数码照片可以对拍摄时的场景进行真实反映，可以作为直观的证据，但是如果无法保证数码照片的真实性，其证据效力也就无法有效发挥。结合上述分析可知，在运用Exif信息进行数码照片真实性鉴定时，保证信息提取的充分性是基础，而合理的实验分析则是进行Exif信息检验的重要手段。对于相关技术人员而言，应该注意对常规Exif信息、缩略图、图像质量等信息的深入挖掘，确保Exif信息能够在数码照片的真实性鉴定中发挥出应有的作用，满足司法实践的需求。

参考文献：

[1]刘猜.利用Exif信息内容鉴定数码照片[J].中国司法鉴定，[1]2010（5）：49-51.

[2]卢启萌，施少培.Exif信息在数码照片真实性鉴定中的应用[1][J].中国司法鉴定，2012（5）：86-90.

[3]王腾飞.基于立体视觉的三维重建和数字图像真实性检测[1][D].吉林大学数学研究所，2010.

[4]石玉浩.利用Exif信息进行图像真伪性检验[J].决策与信[1]息旬刊，2016（3）：221.

[5]李叶舟，孙晓婷，牛少彰，孟宪哲.噪声特征与Exif信息相关[1]性的图像篡改鉴定[J].北京邮电大学学报，2014，37（1）：6-10.

[6]黄一青.Exif信息在案件侦查中的应用[J].刑事技术，[1]2011（3）：57-59.

[7]徐宏涛，张伟，窦慧.鉴别照片是否被修改的技术方法[J].[1]硅谷，2014（3）：106.

[8]李泉河，刘伟华，段星，荣建群.对用数码照片的Exif信息认[1]定数码相机的探讨[J].河南警察学院学报，2009（3）：144.