海军陆战队下士 Ted “JOEY” Boudreaux Jr. 当时很无聊。那是 2003 年夏天，他身在伊拉克，正是美国入侵的紧张时期过去，叛乱的动荡尚未开始的间歇期，在沙漠里乘坐尘土飞扬的悍马车兜风也只能持续一段时间。他站在基地后门附近，与当地人闲聊，Boudreaux 说他随手在纸板上写了“欢迎海军陆战队员”，然后递给几个孩子，孩子们带着笑容与他一起摆好姿势拍了张照片。他把照片发给了他的母亲、一个表亲和几个朋友，之后就没再多想。无聊感早已消散。然而，这张照片的旅程并未就此结束。这张照片流传到了互联网上，落入了博主的手中——Boudreaux 说他不知道是怎么发生的——但标语已经被篡改，写成了“海军陆战队下士 Boudreaux 杀了我爸爸，然后我妹妹怀孕了”。网上评论员断定 Boudreaux 在捉弄那些不懂英语的孩子，这位海军陆战队员被指责为冷漠、无知或者纯粹愚蠢。美国伊斯兰关系委员会发现了这张照片，并要求进行调查。
大约在同一时间，另一张照片出现在保守派网站 freerepublic.com 的论坛上。这次，标语变成了“海军陆战队下士 Boudreaux 救了我爸爸，然后救了我妹妹”，一场争论就此展开。标语的其他版本也出现了——一张是完全空白的，显然是为了表明照片被篡改有多容易；另一张写着“我爸爸在一次自杀式爆炸中丧生，而我只得到这该死的标语”。此时，25 岁的 Boudreaux 在完成伊拉克任务后回到了他路易斯安那州霍马的家乡，直到一位新入伍的海军陆战队员将“杀了我爸爸”那张照片的打印件带到 Boudreaux 工作的当地征兵办公室，他才知道这场风波。不久之后，他得知五角大楼正在对他进行调查。他担心被军事法庭审判。直到几个月后，他才能知道自己的命运。
遭受数字恶作剧的陷害并在互联网上传播，听起来可能与被闪电击中一样不可能，但在数字时代，任何人都可以使用廉价的软件来修饰照片，而他们的杰作也变得越来越难以辨认。大多数虚假照片往往是无害的——90 磅重的家猫、鲨鱼袭击直升机之类的东西。但恶作剧一旦具有说服力，就会造成伤害。在 2004 年总统竞选期间，一张可能具有毁灭性的照片在互联网上流传，照片显示年轻的约翰·克里与简·芳达在她“河内简”时期分享一个讲台。这张照片最终被揭露是两张照片的巧妙合成，但谁知道在那之前有多少人因此对克里产生了负面看法。与此同时，政客们也开始为了自己的目的而篡改照片：今年 7 月，纽约市一位市长候选人 C. Virginia Fields 被曝在一张宣传照片中添加了两个亚洲面孔，以使她的支持者群体显得更加多元化。
“每个人都在购买低成本、高质量的数码相机，每个人都有网站，每个人都有电子邮件，Photoshop 也越来越容易使用；2004 年是数码相机销量首次超过传统胶片相机的年份，”达特茅斯学院计算机科学家、数字取证新兴领域的领先研究员 Hany Farid 表示。“因此，备受瞩目的数字篡改事件越来越多。眼见已不再为实。实际上，你所看到的很大程度上是无关紧要的。”
考虑到驾照、监控摄像头、员工 ID 以及其他数字图像是沟通的关键和证据的基础，这确实是个问题。它们可以被轻易篡改，这已经是一件大事了——但也许更令人担忧的是，很少有人意识到这个问题，而更少有人在解决它。
不久——如果现在还没有发生——每一张图片都可能变得可疑。虚假图片有可能在公众意识中长期存在，即使最终被证伪。同样令人不安的是，随着虚假信息的泛滥，真实证据，如伊拉克阿布格莱布监狱虐囚照片，也可能被视为不可信。
还有司法系统，在这里，篡改的照片可能伤害无辜，释放有罪，或者仅仅造成混乱。现在，一些因持有儿童色情制品而被捕的人声称，这些图像中的儿童并非真实存在的，而是电脑生成的——因此，制作色情制品时并没有伤害到儿童（现实情况是：当局称不存在电脑生成的儿童色情制品）。在宾夕法尼亚州最近的一起民事案件中，原告 Mike Soncini 就一辆被毁车辆与他的保险公司争执，声称该公司篡改了数字照片，暗示汽车在事故发生前就已经损坏，以避免支付全部应付金额。在康涅狄格州，一名被判谋杀的罪犯向州最高法院上诉，认为用于比对他牙齿的受害者咬痕的电脑增强图像不可采纳（他的上诉被驳回）。在马萨诸塞州的一起案件中，一名警察被指控盗窃其部门证据室里的毒品和金钱，并将它们藏在家中。他的妻子，对他提出了家暴指控，拍摄了证据照片，然后与该警察对峙，警察据称销毁了被盗物品。现在唯一存在的证据就是由可能怀有报复动机的人拍摄的数字照片。“这是一个即将爆发的问题，”纽约法学院教授 Richard Sherwin 说，“它在法律界尚未获得应有的关注。”
到目前为止，只有少数研究人员致力于数字取证科学。尽管如此，尽管并非万无一失，但识别恶作剧的有效技术正在涌现——并且有进步的前景。科学家们正在开发软件、安全摄像头和嵌入式水印来阻止图像篡改和检测伪造。Adobe 和 Microsoft 等公司是私人资助者，但许多工作是由执法机构和军方资助的，它们面临的不仅仅是声誉受损的风险。（维护证据链的完整性对执法部门至关重要，而军方则担心来自伊拉克或阿富汗等地的图像的真实性。那张照片真的描绘了本·拉登吗？视频中那些人质真的是美国士兵吗？）
但 Farid 和其他专家担心他们永远无法获胜。促成照片操纵的技术将像阻止它们的尝试一样快速发展——伪造者的技能也将如此。Farid 认为，唯一现实的目标是让预防和检测技术足够先进，以阻止除最坚定和最有技巧的伪造者之外的所有人。“我们将让普通人无法做到这一点，”他说。
伪造摄影有着漫长而声名狼藉的历史。在 19 世纪 70 年代，“灵异照片”风靡一时——已故亲人的照片与在灵媒会期间拍摄的在世亲属的照片结合，被骗子当做灵界的证据。冷战期间，俄国和中国政府以宣传欺骗而臭名昭著；被撤职的官员常常从官方照片中被删除。但人眼不易被愚弄：由于天生具有模式识别能力，人们可以轻易地发现细微的不一致之处。验证专家会寻找这些异常——光线、阴影和着色的差异；失衡的透视；以及不正确的比例，例如一个人的头部比另一个人的头部异常大。然而，由于当今照片的数字特性，用高质量的伪造品来愚弄眼睛从未如此容易，只需轻点几下鼠标即可重塑现实。数码相机包含一个光敏板，上面覆盖着称为像元的微小传感器，当快门打开时，它们会接收光子。像元收集光子的方式就像水滴收集雨水一样，然后将其转化为电荷，电荷被放大并从模拟形式转换为数字形式。在每种数字图像格式——JPEG、TIFF、RAW——中，照片实际上只是一个由零和一组成的字符串数据文件。需要一个程序来将二进制代码翻译成图片，就像你的电视将数字有线或卫星信号转换为动态图像一样。
这类程序比比皆是。Adobe Photoshop 已授权五百万份拷贝，iPhoto 随所有新款 Apple 电脑捆绑销售，Google 提供免费的 Picasa 2。这些软件不仅解释原始数据；它们还能修改数据——删除不需要的背景元素，放大图像的所需部分，调整颜色等等。而且功能还在不断增加。例如，最新版本的 Photoshop CS2 包括一个“消失点”工具，它可以极大地简化合并图像时校正透视的专业艺术，使合成效果看起来更逼真。这些程序也不难掌握。就像 Microsoft Word 等文字处理程序使制作专业外观的文档变得轻而易举一样，照片编辑工具也能让我们很快成为熟练的照片操纵者。谁没从家庭照片中去除过红眼呢？
在数字时代到来之前，照片验证专家会检查底片——所有现有打印件的唯一来源。如今，底片的等同物是 RAW 文件。RAW 文件是在相机进行任何自动调整（如校正色相和色调）之前输出的。它们以最纯粹、未修改的状态固定图像。但 RAW 文件很笨重——它们看起来不太好，而且占用大量内存——因此只有专业摄影师才倾向于使用它们。而且它们也并非完全可靠：黑客已经证明他们能够根据现有照片伪造 RAW 文件，制造出看似原始的文件。
但数字技术确实提供了专家可以利用的线索来识别伪造。在大多数相机中，每个像元只注册一种颜色——红色、绿色或蓝色——因此相机的微处理器必须根据相邻像元的颜色来估算正确的颜色，通过一个称为插值的过程来填充空白。插值会创建一个可预测的模式，数据点之间存在一种潜在可识别的相关性，这种相关性并非肉眼可见，而是可以通过模式识别软件程序来识别。
Farid 开发了非常擅长识别伪造品的明显迹象的算法。他的软件扫描数据文件二进制代码中的模式，寻找表明图像已被修改的干扰。Farid 已成为数字取证领域的权威人士，他花费大量时间使用 Photoshop 创建伪造品和合成图像，然后研究它们的基础数据。他发现大多数篡改都会留下统计痕迹。
想象一下，你在 Photoshop 中将图像大小加倍会发生什么。你从一个 100x100 像素的图像开始，将其放大到 200x200。Photoshop 必须创建新的像素来使图像变大；它通过插值来做到这一点（这是第二次插值，第一次是在照片最初拍摄时由相机处理器完成的）。Photoshop 会“查看”一个白色像素和一个相邻的黑色像素，并认为插入它们之间的那个新像素的最佳选择是灰色。
在 Photoshop 或 iPhoto 中完成的每种类型的修改都会在文件中创建一个特定的统计“遗迹”，该遗迹会反复出现。如上所述，调整图像大小会创建一个数据模式。将一张照片的一部分剪切并粘贴到另一张照片中会创建另一个数据模式。旋转照片会留下独特的印记，将照片的一部分“克隆”并在图像的其他地方复制也会留下印记。而电脑生成的图像，虽然看起来极其逼真，却有自己完全不同于相机创建的图像的统计模式。这些模式中没有一种肉眼可见，甚至很难描述，但在研究了数千张被篡改的图像后，Farid 和他的学生们为它们的识别制作了一块“罗塞塔石碑”，一个由算法组成的单一软件程序，它可以搜索七种类型的照片修改，每种都有其独特的数据模式。
纽约州立大学宾汉姆顿分校的数字取证科学家 Jessica Fridrich 表示，如果你只使用其中一种算法，相对容易错过伪造品。但组合起来非常强大。“很难有伪造品能通过所有这些测试，”她说。
然而，Farid 软件的弱点——而且是个大弱点——是它对高质量、未压缩的图像效果最好。大多数非专业相机输出的数据文件称为 JPEG。JPEG 会被数字压缩，以便
可以轻松地通过电子邮件发送，并且不会占用太多硬盘空间。但压缩，它会丢弃不那么重
要的图像数据以减小尺寸，但会牺牲视觉质量，会移除或损坏 Farid 的算法所寻找的统计模式。因此，至少目前来说，在 Farid 的下一代软件完成之前，他的工具对于
提供关于互联网上常见的压缩和低质量照片的信息相对无效。
考虑到这些相当大的盲点，一些科学家正在采取完全不同的方法。他们不是试图在事后辨别图片是否被修改，而是希望在图片创建时就对其进行隐形标记，这样任何后续的篡改都会变得显而易见。
纽约州立大学宾汉姆顿分校的 Jessica Fridrich 正在研究数字水印。水印数据是在拍摄图像时创建的零和一的模式，并嵌入到其像素中，除非用特殊软件查找，否则是不可见的。水印就像给信封盖上火漆印章的现代版本——如果图像被篡改，水印就会被“破坏”数字上，你的软件会告诉你。
目前，只有一款消费级产品提供水印功能，那就是佳能的 DVK-E2 数据验证套件。这个价值 700 美元的系统使用专有软件和一个小的 USB 插件应用程序来验证用佳能专业级相机拍摄的图像。这对于新闻机构来说似乎是理想的：照片编辑（或任何需要验证的人）插入设备，点击一张图片，软件就会在照片被修改时发出警报。当然，大多数数字新闻照片都会被稍微调整，以改变色调、饱和度、对比度和亮度——这些编辑过程传统上是在暗房进行的——然后保存为新文件，但如果编辑怀疑有问题，他可以比较未经修改的原件和修改后的副本，并找出它们之间的差异程度。
佳能套件无法阻止自行制造的争议，例如《国家地理》杂志在 1982 年 2 月的封面照片中数字式地重新定位了埃及金字塔以使其更适合构图，或者《新闻周刊》在 2005 年 3 月 7 日的封面照片中将玛莎·斯图尔特的头嫁接到模特身上，但它本可以捕捉并因此避免另一场新闻丑闻：2003 年，《洛杉矶时报》解雇了摄影师 Brian Walski，原因是他将两张照片合并，以创造他认为更能震撼人心的英军士兵指挥伊拉克人躲避的场景。然而，许多媒体机构仍然对验证技术不屑一顾，他们相信可信的投稿人的诚信以及自己识别欺诈的能力。“如果我们试图验证每一张照片，我们就什么也做不了，”经营图片授权业务的 Corbis 的总编辑 Stokes Young 说。然而，随着损害性错误的不断累积，通讯社和报纸可能会改变态度。
与此同时，Fridrich 实验室的工作也在进行中，为照片增加额外的安全级别。Fridrich，她的成就包括赢得 1982 年捷克斯洛伐克的魔方速解锦标赛，她正在开发一种相机，该相机不仅可以为照片添加水印，还可以添加关于摄影师的关键身份信息。她的团队改装了一台市售佳能相机，将取景器中内置的红外对焦传感器改装成一个生物传感器，可以在拍摄照片的瞬间捕捉摄影师虹膜的图像。该图像被转换为数字数据，与时间、日期和其他水印数据一起，隐形地存储在图像文件中。
这对于警务摄影师来说显然很有用：如果图像在法庭上受到质疑，图像、相机和拍摄过程都可以验证，整个系统是安全的。不幸的是，司法世界就像学术界的黑暗时代。FBI 有一个专门的数字证据科，并资助了身份验证研究，但联邦证据规则并不要求除摄影师或现场其他人之外对数字图像进行验证，更不用说安全的摄影系统了，而且改变这些规则的努力很少。“大多数刑事法院在技术上是文盲，”法证系统制造商 Avid Technology 的法证视频分析师 Grant Fredericks 说。“他们没有处理先进技术的工具和经验。”
律师们才刚刚开始掌握这项技术及其影响，但法官尤其对此一无所知。“审判法官尚未充分了解风险和技术，”纽约法学院的 Sherwin 说。“我可以举一个例子，为了测试一项将被用作证据的动画，法官让律师将其打印出来。我们实际上存在知识储备的代沟。法院必须自己学习这些风险，并找到解决它们的方法。”
一个令人欣慰的消息是，至少目前，我们只需要担心静态图像。Fredericks 说，要想令人信服地修改视频仍然是一项极其艰巨的任务。“当你处理录像带时，你处理的是每秒 30 帧，而一帧是两个独立的画面。伪造者每秒必须做 60 次图像校正。这是一项几乎不可能完成的任务。”没有电影的 Photoshop，甚至用高端设备修改的视频，比如用复活死演员的广告，也不怎么可信。
数字取证专家表示，他们正处于一场进化竞赛中，这与垃圾邮件发送者和反垃圾邮件发送者之间的斗争无异——你可以创建所有你想要的过滤器，但顽固的垃圾邮件发送者会找到办法绕过它们。然后就需要创建新的过滤器。Farid 预计伪造者也会如此。只要有足够的资源和决心，伪造者就能破解水印，逆向工程 RAW 文件，并创建一个逃过软件的无缝伪造品。Farid 说，诀窍在于不断提高门槛，让大多数伪造者望而却步。
检测技术的近期发展将是相似的，只是（祈祷）会更好：更安全的摄影师验证系统，更精确校准的算法，更强大的水印。然而，未来有望出现更具创新性的东西：数字弹道学。就像子弹可以追溯到发射它们的枪一样，数字照片也可能揭示制作它们的相机。没有一个光传感器是完美的；所有传感器都有微小的瑕疵，这些瑕疵可以在图像数据中读出。研究这些故障足够多，你就能识别模式——这些模式可以通过软件检测到。
尽管如此，无论采用何种技术，高质量的伪造品很可能总是能逃脱系统。低质量的伪造品也是如此。大鱼学会了躲避网；小鱼则从中溜走。Farid 最新的算法可以检测低分辨率的伪造品，该算法分析投射在场景上的光线方向，但如果照片经过充分压缩，那就别想了。它变成了一条非常小的鱼。
这就回到了 Joey Boudreaux，这位海军陆战队员被他的当地报纸《新奥尔良时报-皮卡约报》谴责为“让他自己、海军陆战队以及不幸的是，他的家乡蒙羞”。海军去年进行了两次调查，结果均未得出结论。即使是海军刑事调查局的专家也无法找到证据支持或反驳操纵的说法。
Boudreaux 已经坦然面对了这件事。“我的第一反应，我觉得很有趣，”他在电话采访中说。“直到他们打电话说‘你正在被调查’，我才有了第二个反应。”他坚称，他从未给过那个伊拉克男孩一个写有“欢迎海军陆战队员”以外任何字的标语，但他没有办法证明。他和他的任何认识的人都不再拥有他声称他创作的那张图像的任何版本，而且在网上搜索也一无所获。存在的只有网上低质量的克隆版本。Farid 的软件无法评估 Boudreaux 的说法，因为现有的图像对他来说太压缩了。甚至 Farid 训练有素的眼睛也无法分辨现有的两张图像——“好的”标语或“坏的”标语——是真实的，还是如 Boudreaux 所声称的那样，两者都是伪造的。
这是一个令人不满意的结论，但也是一个恰当的结论。当今的身份验证技术是这样的，即使经过软件和专家眼睛的审查，你可能唯一能依靠的就是你的话。你最好希望你的话足够有分量。
Steve Casimiro 是加州君主海滩的一名作家和摄影师。
