变造文件的数字无损盲取证研究

数字盲取证是近年国际上倍受关注的多媒体信息安全前沿研究领域。变造文件数字无损盲取证是指取证方仅根据得到的纸质文件或扫描文件图像进行无损取证的新技术。本项目以司法取证中文书鉴定为背景，研究不依赖于文件内容的变造文件数字无损盲取证技术，为司法和公安系统变造文件检验提供方便、快捷和客观的数字取证工具。.主要内容包括：研究变造文件的来源取证方法：包括打印机、复印机来源取证，通过分析设备硬件属性、缺陷引入的固有特征、建立退化及失真模型研究打印、复印机的来源取证技术。研究变造文件的篡改取证方法，包括文件文字篡改检测和文件扫描图像篡改检测。通过分析二次打印变造、复印变造对文件引入的个体字符和整体页面特征，研究文件篡改检测方法并定位；通过对文件扫描图像中字符图像进行统计同异性、边缘特性分析判断文件扫描图像是否经过变造并定位。

针对变造文件数字无损盲取证技术的三个主要问题，即变造文件来源取证、变造文件篡改取证及文件的碎片拼接，研究了不依赖于专业设备和人员的数字化被动取证理论和方法。 .在文件的来源取证中，分别从纸张来源、设备类型来源、设备来源三个方面进行研究。纸张来源取证中分别使用204维纹理特征进行纸张的品牌来源取证以及LogGabor滤波特征进行纸张的同一性鉴别；在设备类型取证中，分别提出了高斯噪声能量、冲击噪声能量、字符轮廓粗糙度和字符边缘平均梯度特征，用于区分激光打印机、喷墨打印机和静电复印机，并可对由以上设备混合篡改而生成的文件进行真实性检测；在设备来源取证中，课题组分别提出了基于任意字符纹理特征的复印机来源取证，利用行几何失真特征和半色调点排列结构特征分别进行打印文本和打印图像的打印机来源取证。除了纸质文件的来源取证，课题组还针对手机图像进行来源取证，提出基于轮廓系数算法作为源手机分类算法。.在文件的篡改取证中，分别从文件文字篡改和文件扫描图像篡改角度考虑取证问题。在变造文件文字篡改取证中，课题组提出利用字符几何参数失真来鉴别变造字符，失真参数包括旋转失真和平移失真；在变造文件图像篡改取证中，课题组提出利用半色调点排列结构失真来鉴别图像变造区域；除纸质文件的篡改取证外，我们对数字图像篡改取证也进行了研究，课题组提出基于参考图像质量评价量的图像篡改取证，并通过估计非对齐双重JPEG压缩偏移来实现JPEG图像的篡改取证；为了进行人脸图像的取证，提出新的两阶段非负稀疏的人脸检测技术。 .在达到研究目标的基础上，课题组在文件碎片拼接方面，提出利用曲线匹配和信息对齐的文件碎片拼接方法，能够将碎纸机粉碎文件有效的拼接恢复。最后介绍了不同类型纸质文件的生成过程，提出数字无损盲取证技术系统框架，并对取证技术进行综述。.本项目研究的意义和对学科未来的贡献在于，通过对变造文件来源和篡改取证理论和方法研究，探索了打印、复印设备的固有特征及其描述方法，掌握了篡改操作对文件本身引入特征的变化规律，为进一步提高司法意义下的数字无损盲取证方法的可靠性，研究开发实用取证技术打下了良好的理论和方法基础。