数字图像取证技术

第1章 概论

1.1 数字图像取证的研究背景及意义

1.2 数字图像取证的相关概念

1.2.1 数字图像的组成

1.2.2 图像分析及数字图像处理

1.2.3 数字图像篡改

1.2.4 数字图像取证

1.3 现有的数字图像取证方法

1.4 数字图像取证的研究现状

1.4.1 数字取证国内外相关关注重点

1.4.2 国际数字图像取证相关研究

1.4.3 国内数字图像取证相关研究

1.5 数字图像取证研究发展方向

1.5.1 数字图像取证技术研究的问题分析

1.5.2 取证的未来研究方向

习题

本章参考文献

第2章 数字图像篡改

2.1 数字图像真实性篡改

2.1.1 合成

2.1.2 变种

2.1.3 润饰

2.1.4 增强

2.1.5 计算机生成

2.1.6 绘画

2.2 数字图像完整性篡改

2.3 数字图像原始性篡改

2.4 数字图像版权篡改

习题

本章参考文献

第3章 数字图像主动取证

3.1 数字图像主动取证定义和分类

3.2 数字水印的形式和产生

3.3 数字图像主动取证技术

3.3.1 鲁棒性数字水印

3.3.2 脆弱性数字水印

3.3.3 数字指纹

3.4 数字图像主动取证应用

3.4.1 图像内容真实性取证

3.4.2 图像版权标识

3.4.3 图像盗版追踪及副本保护

3.5 数字图像主动取证的要求和算法设计

3.5.1 不可感知性

3.5.2 鲁棒性

3.5.3 是否需要原始数据的水印恢复

3.5.4 水印的提取和验证

3.5.5 水印的安全和密钥

3.5.6 确定真正的所有者

习题

本章参考文献

第4章 数字图像被动盲取证

4.1 数字图像盲取证定义和分类

4.2 数字图像盲取证研究方向

4.2.1 图像篡改检测

4.2.2 图像来源认证

4.2.3 图像隐密分析检测

4.3 数字图像盲取证系统

4.3.1 图像建模与参数估计

4.3.2 理想的图像取证方式

4.3.3 图像数据库

习题

本章参考文献

第5章 复制—粘贴篡改操作取证

5.1 复制—粘贴操作

5.1.1 同幅图复制—粘贴篡改

5.1.2 不同图复制拼接篡改

5.2 同幅图复制—粘贴篡改取证

5.2.1 同幅图复制—粘贴篡改取证分类

5.2.2 基于图像自相关降维匹配的复制—粘贴检测

5.2.3 基于小波分解的自相关复制—粘贴取证

5.3 不同图复制—粘贴合成取证

5.4 基于JPEG块效应的复制—粘贴取证

5.4.1 针对JPEG合成篡改图像的算法和思路

5.4.2 块效应网格提取算法

5.4.3 JPEG合成图像的盲检测

习题

本章参考文献

第6章 双重JPEG压缩、重采样取证

6.1 双重JPEG压缩和重采样

6.1.1 JPEG压缩和解压缩

6.1.2 重采样原理及二维图像常用的重采样方法

6.2 双重JPEG压缩取证

6.2.1 由待检图像估计原JPEG压缩的量化矩阵

6.2.2 双重JPEG压缩与双重量化

6.2.3 基于双重量化的双重JPEG压缩检测

6.3 重采样操作取证

6.3.1 重采样相关性描述

6.3.2 重采样检测

习题

本章参考文献

第7章 模糊润饰取证

7.1 模糊操作与图像边缘特性

7.1.1 人工模糊操作的数学表达

7.1.2 图像离焦模糊和人工模糊

7.1.3 基于真实性鉴别的模糊取证现状

7.2 基于同态滤波图像边缘模糊检测

7.2.1 同态滤波与人工模糊边界

7.2.2 利用数学形态学边缘特性的模糊检测算法

7.2.3 仿真及实验结果

7.3 基于Benford模型的图像高斯模糊取证

7.3.1 Benford模型与高斯低通滤波

7.3.2 基于Benford模型的图像高斯模糊取证算法

7.3.3 统计图像的MSD分布曲线的MATLAB程序

7.3.4 实验结果

7.4 利用色彩通道联合一致性的模糊润饰检测

7.4.1 模糊操作对色彩通道联合一致性的破坏

7.4.2 异常色调率的定义

7.4.3 分类器的选取

7.4.4 实现与检测结果

习题

本章参考文献

第8章 图像获取设备取证

8.1 数字照片获取设备特征

8.1.1 数码相机获取图像的自然属性统计特性

8.1.2 手机获取图像自然属性统计特性

8.1.3 扫描仪获取图像自然属性统计特性

8.2 基于CFA差值的数码相机类型取证

8.2.1 已有的数码相机类型取证技术及问题

8.2.2 数码相机CFA插值

8.2.3 基于CFA插值的数码相机类型取证

8.3 数码图像输出打印机类型取证

8.3.1 已有的打印文件真实性认证技术及问题

8.3.2 激光打印机处理过程

8.3.3 基于字符图像质量特征的打印机类型取证

8.4 基于高阶统计特征训练分类的来源认证

8.4.1 高阶统计特征的提取

8.4.2 分类器设计及分类判决

8.4.3 程序框图与实验结果

习题

本章参考文献

第9章 自然图像统计规律取证

9.1 自然图像空间像素相关性游程统计规律取证

9.1.1 数理统计理论基础

9.1.2 图像取证的数理统计一般性研究模型

9.1.3 图像空间像素游程统计规律

9.1.4 不同图像空间像素游程统计规律对比

9.1.5 文本与图像数据统计规律的对比

9.1.6 伪随机序列与图像信息数据统计规律对比

9.2 二值传真图像游程统计规律取证

9.2.1 二值传真图像特点及隐密篡改

9.2.2 二值传真图像游程统计规律研究

9.2.3 针对二值传真图像的隐密取证

9.3 基于图像分解的自然图像取证

9.3.1 基于QMF分解的自然图像特性

9.3.2 基于LAHD分解的自然图像特性

9.4 数字图像取证标准图像库

9.4.1 国际国内现有图像数据库情况

9.4.2 数字取证测试专用图像库建库原则

9.4.3 专用图像库的可扩展性和拓扑结构

习题

本章参考文献

第10章 图像隐密取证

10.1 隐密分析取证研究现状及系统模型

10.1.1 隐密分析取证研究现状

10.1.2 数字图像隐密分析取证系统模型

10.1.3 隐密分析取证研究的发展趋势

10.2 基于BMP图像隐密分析技术

10.2.1 LSB隐密方法

10.2.2 针对直接LSB嵌入隐密分析

10.2.3 SES隐密算法

10.2.4 SES嵌入引起的空域像素值统计特性变化

10.2.5 针对SES隐密的隐密分析方法

10.3 针对GIF图像自适应嵌入的隐密分析技术

10.3.1 使用编码组的图像自适应隐密算法

10.3.2 自适应嵌入后引起的索引值分布变化

10.3.3 针对图像自适应嵌入的隐密分析算法设计

10.4 针对JPEG图像MB隐密分析技术

10.4.1 MB1隐密算法原理

10.4.2 MB1隐密分析算法

习题

本章参考文献

附录

附录A “广场鸽”案件数字图像盲取证分析

附录B 数字取证技术的相关站点

本书全面介绍了数字图像取证的起源、研究发展和应用。全书共分10章，第1章概要介绍了数字图像取证技术的研究背景、意义以及该技术所涉及的技术领域范畴，进行了该技术的相关特性和技术分支总结归纳。第2章概要介绍了目前数字图像取证技术所要应对的数字图像篡改的类型及手段。第3章概要介绍了数字图像取证的主要分支之一，即主动取证的定义、分类及技术。第4章总结概括了目前数字图像取证的研究重点，即被动盲取证技术的理论框架，归纳总结了目前国际国内现有的数字图像盲取证方法，分析了目前数字图像盲取证技术的主要问题。第5、6、7、8、9、10章分别详细介绍了数字图像被动盲取证的六种主要技术：复制一粘贴篡改操作取证技术；双重JPEG压缩、重采样取证技术；模糊润饰取证技术；图像获取设备取证技术；自然图像统计规律取证技术；图像隐密取证技术的基本算法以及具体实现。
　　本书适合作为信息和通信专业及信息安全专业本科高年级学生及研究生的专业课教材，也可供从事信息和通信领域及信息安全专业技术人员阅读参考。

不同于先前的计算机取证，数字图像取证主要是针对于数字图像内容的完整性和原始性，而不是对计算机文件或磁盘格式的取证。数字图像取证技术包括主动取证和被动取证两种，它们都可以对图像是否经过了篡改进行认证，但是各自有着不同的应用领域。主动取证包含易碎数字水印技术和数字签名技术等多种验证数字篡改的方法，但这些方法都必须提前向原始数字照片中嵌入验证信息。随着图像伪造篡改技术迅速发展，主动取证技术由于受到应用条件的限制，已经无法从根本上遏制图像篡改发展，现在数字图像取证更注重被动取证技术研究。 数字图像是当前一个热点研究方向，理论基础不断完善和深入。本书作者及其所在的课题组是国内最早进行信息安全研究的学术团体之一。注意到该领域的重要性以及今后的巨大应用前景，以及信息和通信专业本科生及研究生培养的需要，编著、出版本书作为专业课程教材。