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真假數位相片的祕密與鑑定
作者:中央警察大學-資訊密碼暨建構實驗室(ICCL)    評論本文 │已評論共 0
出版日期:2006-01-25
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由於數位相機漸漸地吞噬了傳統相機的市場,且數位相片開始取代了傳統相片的地位。數位相片在法庭上的證明力是否足夠?這些討論即是本撰文的動機。

由於數位相機漸漸地吞噬了傳統相機的市場,且數位相片開始取代了傳統相片的地位。數位相片在法庭上的證明力是否足夠?這些討論即是本撰文的動機。

現今科技日新月異,使得數位相片開始應用於不同的領域之中,其中亦包括了執法單位在刑事偵查上的數位相片使用與證據的判定。然而,數位相片亦是數位資料的一種,數位資料具有一種普遍的特性,那就是易於編輯、修改。因此,數位相片的使用也產生了許多諸如智慧財產權等問題,其中,刑事偵查所攝得之數位相片是否得以作為法庭上的證據?

 

一、數位相片發展現況

隨著科技的發展,攝影相關技術也開始走向了數位化一途。我們可以看到現在的資訊展之中,數位相機可以說是最熱門的商品之一。數位相機自1990年代後期開始發展以來,不但技術逐漸趨於成熟,價位也因而趨於平民化,人手一機的夢想再也不是那樣遙不可及。

數位相機與傳統相機有許多的不同之處。就傳統相機而言,光進入鏡頭之後會聚焦於膠片之上,使得膠片產生化學變化,最後再透過顯影液產生出傳統相片。而數位相機與傳統相機最大的不同點就在於成像方式與儲存方式。數位相機裡,光在進入數位相機的鏡頭之後,並不是成像於膠片之上,而是成像於CCD(Charge Coupled Device,感光耦合元件)或是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互補性氧化金屬半導體)之上。所謂的CCD或CMOS就是數位相機的感光元件。它們將因接受的光線產生不同的電荷反應,最後經過內部的晶片處理,將電荷反應轉成數位影像訊號儲存於數位記憶卡之中,並顯示在相機的螢幕上。經過數年來的發展,數位相機的品質進步了不少。數位相機的感光元件也越來越細緻,數位相片原本最常令人質疑的品質,也漸漸地趕上傳統相片的精緻拍攝質感。在表一裡,列出傳統相機與數位相機之基本比較。

 

二、數位相片能否作為證據之法律觀點

對於數位相機所攝得之數位相片是否可為證據使用,依據相關的律法或許可看出端倪:

刑法第二百二十條第二項:「錄音、錄影或電磁紀錄,足以為表示其用意之證明者,亦以文書論。」

故其於法庭之上具有文書的性質。

刑法第十條第三項:「稱公文書者,謂公務員職務上制作之文書。」

而刑事偵查是執法人員之職務之一,所以持有數位相片亦具有公文書之性質。而現行的刑事訴訟法之中,並沒有對證據的種類作限制,因此數位相片應可具有證據力,換句話說,數位相片應可作法庭上之證據。至於數位相片之證明力高低,是否足以讓法官採信數位相片的顯像內容,下述的條例可定位數位相片是否可被採用的依據:

刑事訴訟法第一百五十五條第一項,是採「自由心證法則」,法官有自由判斷的權力。

如果仍然對於數位相片的真偽置疑,基於

民法三百五十五條:「公文書之真偽有可疑者,法院得請作成名義之機關或公務員陳述其真偽」之立法精神。

法院得囑製作該數位相片之執法單位證明該數位相片未有人力介入之編輯、修改。因此,執法單位須使其就刑事偵查所製作之數位相片具有證據能力,才能提升其證明力。也就是說,在法官依「自由心證法則」判斷證據時,若欲取得法官之信任,除了在製作過程中必須遵循法律程序外,尚須證明其未受編輯、修改。

欲達到此一目的,數位相片可以應用數位浮水印的技術,將時間戳記(Time Stamp、公務使用相機編號、執法人員編號等資訊儲存於數位相片中。這些處理如同是在數位相片上進行專有簽章之動作,卻又不影響數位相片之品質。在法院取出這些特定資訊時做來源鑑定(Source Authentication),即可以驗證此數位相片是否遭到非法之編輯、修改。證據的有效性可因此得以確立。

 

三、數位浮水印技術與數位相片探討

數位浮水印技術最主要分為二類,第一類是空間域(Spatial Domain)技術。該做法為直接修改數位影像中像素值較不重要的部份,以達到藏入數位浮水印之目的。以一張灰階影像為例,影像中每點像素佔一個位元組(Byte)的空間,也就是8個位元。在這8個位元當中最右邊的位元稱為LSB(Least Significant Bit)。空間域的技術往往將修改LSB來達到數位浮水印製作之目的。以圖一為例,我們修改了左側影像中每個像素的LSB。若LSB是0便改成1、反之改成0,最後得到了右側的影像。明顯地,從圖一的觀察中左、右兩側的影像以肉眼幾乎看不出任何的差別。空間域技術的雖然運算速度較快,但所置入的數位浮水印較容易遭受到一般性影像處理的破壞,諸如影像壓縮等。

第二類的數位浮水印技術是頻率域(Frequency Domain)。此類的技術並不是直接修改像素值以藏入數位浮水印,而是先將數位影像的像素值利用一些轉換方式轉換成係數值,常見的轉換方式有離散餘弦轉換(Discrete Cosine Transformation;DCT)、傅利葉轉換(Fourier Transformation;FT)、離散小波轉換(Discrete Wavelet Transfor-mation;DWT)等方法。利用這些方法轉換成係數值之後,再小幅度地調整其中部份的係數值以達到藏入數位浮水印之目的。當然最後還得再將係數值轉換成影像的像素值,得到藏入數位浮水印後的影像,如圖二所示。一般而言。頻率域的技術需要較多的計算處理。然相對於空間域的技術,較能抵擋不同性質的影像處理破壞,諸如影像模糊化或影像剪裁等。

本文將以離散小波轉換為例,敘述如何應用頻率域數位浮水印技術,藏入資訊於所拍攝數位相片中。並且在法庭上提供此數位相片證據時,能夠判斷這該張數位相片是否為真實的證據來源(未遭非法編輯、修改)。首先,當以數位相機拍攝事件發生現場之後,得記錄拍攝時的一些資訊,例如拍攝日期、數位相機編號、拍攝人員編號,以作為數位浮水印藏入數位相片的資訊。接著對拍攝下來的數位影像做離散小波轉換,經過離散小波轉換後的係數矩陣大小與原始影像的像素矩陣大小是相同的。原始影像矩陣經離散小波轉換後的矩陣可以分為四個部份,如圖三所示。

在圖三中,L代表低頻、H代表高頻。由於人類的視覺對於低頻的部份較敏感,若我們對LL部份的係數做修改,數位相片的品質將大受影響。甚至可能造成影像與真實的情況不符。若我們修改HH的部份,人類視覺將不易察覺到些微的變動,而LH、HL則介於兩者之間。在這四個區塊的資料中(係數),我們可選出一塊做為藏入數位浮水印的部份。當所選擇區塊的資料係數調整完之後,再使用離散小波轉換反函式,將係數轉換成像素值,即完成數位浮水印的置入工作。圖四所示即為本文中數位浮水印在離散小波轉換裡的處理程序。

加入數位浮水印後的數位相片當作為證據說明時,數位浮水印將能表示數位相片的原製作人員的身分。做法為將數位相片以離散小波轉換成係數,接著找出所選擇的係數部份,置入數位浮水印的反向程序即可取出原數位浮水印,如圖五所示。看到數位浮水印就好比看到原製作該數位相片的特定人員的簽章一般,代表製作人對自己所製作之數位相片負責任。

事實上,所萃取出的浮水印除了有類似簽章的功能外,亦可加入偵測該數位相片是否有遭受到竄改之功能。若能將所萃取出的浮水印與原先的浮水印做比對,如果發現有不一樣的地方,即表示數位相片曾遭到不法之編輯、竄改,如圖六所示。甚至可以知道數位相片中遭到竄改的地方。相反地,若所萃取出的浮水印與原先的浮水印相互比對後並無發現相異之處,即可判斷此數位相片未曾遭到竄改,藉此可提升數位相片之證明力。

 

四、結語

文書造假之案例在坊間亦或執法單位實有耳聞,也因此使得此種情形下文書作業失去了證據能力與證明力,並可能影響訴訟判決的結果。未來在科技律法的逐漸發展與數位相片證據化的需求下,對於數位相片真偽的質疑可能會越來越多。應用數位浮水印技術於數位相片,就刑事偵查方面,除了讓執法單位慎重製作所攝得之數位相片,並可以擔保該數位相片提供有效之證明力。藉此能使數位相片的使用趨勢在數位證據與電腦鑑識偵查作業上,成為可採信的佐證資料之一。

 

表一:傳統相機與數位相機之比較

■ 圖一:修改LSB前後對照影像

■ 圖二:頻率域數位浮水印製作程序

■ 圖三:原始影像矩陣經離散小波轉換後的係數矩陣形式

■ 圖四:數位浮水印於離散小波轉換裡的處理程序

■ 圖五:取出數位浮水印的程序

圖六:偵測數位相片竄改處
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