Фотография является одним из наиболее распространенных средств массовой информации в современную эпоху, и цифровые камеры в настоящее время широко распространены и интегрированы в мобильные телефоны и портативные компьютеры. Фотографии обычно считаются надежными и убедительными и используются в личных, коммерческих и юридических целях, а также для формирования общественного мнения.
Цифровые инструменты редактирования изображений также очень распространены, и с возможностью улучшить качество изображения и добавить художественный колорит, они также помогают создавать поддельные фотографии сцен, которые существенно изменены, или полностью вымышленные, но кажутся реалистичными.
- Многие примеры такой фальсификации хорошо известны в пропаганде, фотожурналистике, шутках, попытках вымогательства, попытках смущения личности и фальсификации юридических доказательств. Инструменты необходимы для обнаружения поддельных изображений и помогают фотографической среде поддерживать ее достоверность.
Популярный подход к аутентификации изображений заключается в использовании механизма аутентификации для добавления пробных оттисков к аутентичным изображениям. Эти доказательства могут быть легко проверены любым зрителем. В качестве примера можно привести цифровую подпись камеры при съемке.
- Секретный ключ подписи может быть надежно встроен в процессор обработки сигнала изображения камеры. Используя соответствующий открытый ключ, зрители могут проверить подлинность подписи и убедиться, что изображение является аутентичным.
Ограничением этого решения является то, что цифровые подписи по своей конструкции чувствительны даже к малейшему изменению подписанных данных.
Когда сигнатура рассчитывается на изображении, изменение даже одного бита изображения приведет к несоответствию подписи. Это ограничение несовместимо со многими приложениями, где изменение изображений является законным и желательным, если они хранятся аутентичными.
Например, такие операции, как вращение, масштабирование, сжатие с потерями, регулировка яркости/контрастности и обрезка могут считаться допустимыми, поскольку полученное изображение по-прежнему достоверно отражает физическую сцену.
PhotoProof – это новый подход к аутентификации изображений, основанный на криптографических доказательствах вычислительной целостности. Такая конструкция дает общедоступную и общедоступную систему аутентификации, которая является безопасной и надежной. Также описывается реализация рабочего прототипа, подтверждающего концепцию, включая коллекцию допустимых преобразований изображения.
Такая конструкция реализует схему IA, новую криптографическую примитив, определенную в данной работе, которая не обладает ни одним из вышеупомянутых недостатков существующих решений и обладает другими желаемыми свойствами.
Определяющий авторизацию изображения.
Строится и реализуется схема IA, а также библиотека реализованных преобразований изображений. Системный администратор, желающий интегрировать схему IA в свою систему, выбирает набор допустимых преобразований из доступной коллекции. Этот набор отражает то, какие изменения разрешено вносить в изображения.
Затем системный администратор запускает алгоритм генератора схемы IA для создания системных ключей: два открытых ключа для проверки и верификации, которые кодируются в приложениях редактирования и просмотра соответственно, и секретный ключ для подписи, надежно встроенный в камеры.
Фотографы могут использовать камеры для получения изображений с цифровой подписью. Любой редактор может использовать приложение для редактирования, чтобы отредактировать изображение, выполнив на нем допустимое преобразование, и сгенерировать доказательство подлинности для нового изображения. Приложение для просмотра позволяет любому зрителю представить изображения, одновременно проверяя их подлинность с помощью прилагаемых к ним доказательств.
- Цель – это построить такую схему внутреннего аудита, которая применима к любому определенному набору допустимых преобразований.
Доказательства должны быть краткими, так как в противном случае достаточно просто приложить подписанную копию изображения перед преобразованием в измененную. Также хочется, чтобы доказательства были рекурсивными, то есть, чтобы была возможность доказать подлинность изображения с помощью другой заверенной копии без доступа к оригиналу изображения, подписанного камерой. Кроме того, доказательства должны быть криптографически трудно подделаны и не должны раскрывать данные об изображении, кроме его подлинности. Начиная, с определения некоторых основных терминов и переходим к формальному определению схемы внутреннего аудита.
Сначала системный администратор принимает решение о допустимых преобразованиях. Любой редактор может применить допустимое преобразование изображения и создать новое доказательство при условии, что данные аутентификации изображения доступны либо в виде цифровой подписи, вычисленной камерой, либо в виде предыдущего доказательства. Любое средство просмотра может затем проверить, что доказательство подходит для этого изображения.
Proof-Carrying Data является криптографическим примитивом для реализации свойств распределенных вычислений, выполняемых ненадежными сторонами, с использованием доказательств, прилагаемых к каждому сообщению.
Определенный сценарий распределенных вычислений между несколькими не доверяющими сторонами, при котором каждая сторона может получать входные данные от предыдущих сторон, добавлять собственные локальные данные, выполнять вычисления и выдавать их результаты следующим сторонам.
Также можно подумать об этом вычислении как о направленном ациклическом графике, где узлы представляют собой вычисления, а края - сообщения между сторонами. Края помечаются содержимым сообщения, а вершины помечаются содержимым дополнительных локальных данных узла. Этот график называется транскриптом вычисления.
- Для любого набора преобразований изображения строится IA для системы предварительной обработки PCD и экзистенциально недостижимую схему цифровой подписи.
Схема строительства выглядит следующим образом. Генератор PhotoProof, получив максимальный размер изображения N, сначала предикатирует набор допустимых преобразований в устройство Р, которое, задав два N-изображения, проверяет, представляют ли изображения допустимую пару входов-выходов преобразования. Генератор также создает пару ключей цифровой подписи и вызывает генератор PCD по предикату соответствия для создания системы проверки; изображения подписываются внутри камеры, используя секретный ключ подписи, а пословица и верификатор применяют приказ и верификатор PCD для создания/проверки доказательств.
