در عصری به سر می بریم که دوربین ها پیشرفته تر، ارزانتر و در دسترس تر شده اند، همزمان دانش استفاده از نرم افزارهای ویرایشگر تصویر نظیر فتوشاپ نیز ساده تر و عمومی تر شده است. می توان اعتراف کرد که این روزها تشخیص تصاویر جعلی و واقعی به حدی دشوار شده که به آسانی نمی توان آنها را از هم تفکیک کرد. اما همیشه "سرنخ هایی در صحنه ی جرم باقی می ماند"، فقط باید آنها را یافت. همانند همیشه با شهر سخت افزار همراه شوید.

استفاده از ویرایشگر های تصویر فقط به خلق تصاویر جعلی محدود نمی شود، برخی خود را جوانتر و جذابیت می بخشند، برخی جانداران ماورالطبیعه خلق می کند. هدف هرچه که باشد، باید حقیقت را یافت. گاهاً فتوشاپیست های حرفه ای دست به خلق تصاویری می زنند که فاصله ای با واقعیت ندارند. همین تصاویر ساختگی گاهی سوژه خبرها، گاهی سوژه شبکه های اجتماعی و ده ها نوع بازتاب دیگر می شوند؛ از کشف موجودات فرا زمینی تا خبرهای ساختگی. هیچ چیز جلو دار تخیل و استعداد های آدمی نیست. همین ها باعث شده اند تا اگر با چشمان خودمان چیزی را نبینیم، نتوانیم به آن اعتماد کنیم. اما افراد باهوش و اهل فن سرنخ های خود را می یابند. با این حال هر فردی نمی تواند کاراگاه شود. پس چه باید کرد؟

معرفی ELA

Error Level Analysis یا "تجزیه و تحلیل سطح خطا" که به اختصار ELA خوانده می شود؛ روشی است برای تشخیص بخشهایی از تصویر که سطح فشرده سازی متفاوتی با سایر بخشهای همان تصویر دارند. از این تکنیک می توان به منظور تعیین تصاویر دستکاری شده با روش های دیجیتال نظیر فتوشاپ بهره گرفت. به منظور درک بهتر این تکنیک لازم است که از نظر فنی نگاهی داشته باشیم بر فشرده سازی تصاویر به سبک JPEG که رایجترین قالب ذخیره سازی تصاویر است.

 JPEG یا Joint Photographic Experts Group یک روش فشرده سازی تصاویر دیجیتال به صورت فشرده سازی با اتلاف(lossy) است. درواقع JPEG الگوریتم رمزنگاری است که با کاستن از داده ها، حجم نهایی فایل تصویری را کاهش می دهد. در این قالب سطح فشرده سازی را می توان بر اساس تعادلی میان اندازه و کیفیت تصویر، انتخاب کرد. مقیاس فشرده سازی داده ها در JPEG معمولاً 10:1 (10 به 1) است. در فشرده سازی با اتلاف، هر مقدار که سطح فشرده سازی بیشتر باشد؛ از کیفیت و حجم تصویر به میزان بیشتری نیز کاسته می شود. از این رو فشرده سازی در سطح خیلی زیاد، ایده آل نیست.

در الگوریتم JPEG تصویر به مربع های 8X8 پیکسلی تقسیم و انتخاب می شود، سپس هر مربع 8X8 بصورت مستقل  مورد فشرده سازی قرار می گیرد. از این رو یک تصویر دستکاری نشده می بایست تمامی پیکسل های 8X8 آن؛ سطح فشرده سازی برابری داشته باشد. با هر بار ویرایش و ذخیره مجدد تصاویر در فرمت JPEG ، تصویر یک بار دیگر فشرده سازی می شود.

تصاویری که بصورت دیجیتال دستکاری نشده باشند، می بایست تمامی مربع های 8X8 نرخ فشرده سازی تقریباً مشابهی داشته باشند. از این رو اگر بخشی از تصویر با روش های دیجیتال نظیر فتوشاپ تغییر یافته باشد، آن بخش نرخ فشرده سازی متفاوت از سایر بخش های تصویر خواهد داشت. اما این تفاوت در خود تصویر دیده نمی شود و به تحلیل با الگورتیم های خاصی نیاز است.

دستکاری تصویر و تحلیل آن

در آگوست 2007 دکتر Neal Krawetz فارغ التحصیل علوم کامپیوتر و متخصص امنیت، طی کنفرانس بلک هت (هکرهای کلاه سیاه)  ارائه بسیار جالبی با عنوان "ارزش یک تصویر" داشت که درباره تشخیص واقعی و یا دستکاری شده بودن تصاویر توسط  روشهای کامپیوتری نظیر فتوشاپ بود.

این پژوهشگر به بررسی روشها و تکنیک های مختلفی برای تشخیص دستکاری های صورت گرفته روی تصاویر پرداخت اما ELA یکی از ساده ترین و موثرترین آنها بوده که خود وی معرفی کرد. در سال 2010اPete Ringwood وب سایت "errorlevelanalysis.com" را بر مبنای همین روش راه اندازی کرد که به عنوان یک سرویس رایگان، هر کسی می توانست تصاویر خود  را برای تحلیل در این وب سایت آپلود و نتیجه آن را مشاهده کند. این سایت بعدهاً و بنا به دلایلی تعطیل شد. دکتر Neal Krawetz خود وب سایت "fotoforensics.com" را راه اندازی کرد که هنوز هم فعال است، این سرویس نیز رایگان بود و هر شخصی می توانست تصاویر خود را آپلود و با متد ELA تحلیل کند.

ELA روش بسیار موثری برای تشخیص تصاویر دستکاری شده است.  مکانیزم این تکنیک بدین شکل است که تصویر را یک بار با نرخ فشرده سازی 95% فشرده سازی و ذخیره می کند، سپس اختلاف آن را با تصویر اصلی ارزیابی می کند. بخش های دستکاری شده تصویر به آسانی در ELA  قابل تشخیص خواهند بود.

چگونه می توان از ELA استفاده کرد؟

در حال حاضر ELA یک ابزار آنلاین و تحت وب می باشد و با استفاده از این روش می توان به دستکاری های احتمالی تصویر پی برد. تحلیل نتیجه نیز ساده است؛ اگر بخش هایی از تصویر دستکاری شده باشند، نرخ سطح خطای آن بخش ها، با دیگر قسمت های تصویر متفاوت خواهد بود. بخش های روشن تر بیانگر آخرین تغییرات تصویر و بخش های شفاف بیانگر تغییرات متعدد بر روی آن قسمت ها هستند.

بررسی عملی

اولین گام، آپلود تصویر مورد نظر و یا ارائه لینک مستقیم آن در وب سایت fotoforensics است