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01 - Analise Forense de Documentos

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Prof. Dr. Anderson Rocha
anderson.rocha@ic.unicamp.br
http://www.ic.unicamp.br/~rocha
Reasoning for Complex Data (RECOD) Lab.
Institute of Computing, Unicamp
Av. Albert Einstein, 1251 - Cidade Universitária
CEP 13083-970 • Campinas/SP - Brasil 
Análise Forense de
Documentos Digitais
Organização
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Avisos
‣ O curso será dado de forma TOP-DOWN e 
não BOTTOM-UP
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Avisos
‣ Site da disciplina
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http://www.ic.unicamp.br/~rocha/teaching/2012s2/
mo447/index.html
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Propaganda
‣ Disciplina criada em 2010
‣ Até o momento já rendeu quatro artigos em 
conferências de alto nível
• PEIXOTO, Bruno; MICHELASSI, Carolina; ROCHA, Anderson. Face Liveness Detection Under Bad Illumination Conditions In: IEEE Intl. Conference on Image Processing (ICIP), 2011, Brussels, Belgium. 
• SABOIA, Priscila; Tiago Carvalho; ROCHA, Anderson. Eye Specular Highlights Telltales for Digital Forensics: A Machine Learning Approach In: IEEE Intl. Conference on Image Processing (ICIP), 2011, Brussels, Belgium.
• PINTO, Allan da Silva; PEDRINI, Hélio; SCHWARTZ, William Robson; ROCHA, Anderson. Video-Based Face Spoofing Detection through Visual Rhythm Analysis In: Conference on Graphics, Patterns and Images (Sibgrapi), 
2012, Ouro Preto, Brazil.
• FABIAN, Junior; PIRES, Ramon; ROCHA, Anderson . Searching for People through Textual and Visual Attributes In: Conference on Graphics, Patterns and Images (Sibgrapi), 2012, Ouro Preto, Brazil.
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Introdução à área de Computação Forense
‣ Introdução à área de Análise Forense de 
Documentos
‣ Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Conceitos complementares considerados importantes
• Definição de imagens e vídeos, sistemas de cores, 
decomposições;
• Modelo de aquisição de imagens em câmeras 
digitais;
• Modelo de aquisição de imagens em scanners;
• Classificadores de padrões;
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Técnicas de manipulação de documentos;
‣ Técnicas modernas de manipulação de 
documentos;
‣ Análise Forense de Documentos;
• Questões fundamentais;
• Análise Passiva e Cega vs. Watermarking;
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Análise Forense de Documentos;
• Taxonomia
‣ Atribuição de origem de documentos (modelo 
vs. específico)
‣ Técnicas para identificação criações sintéticas;
‣ Técnicas para identificação de adulterações/
falsificações;
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Análise Forense de Documentos;
• Taxonomia
‣ Técnicas para autenticação de Documentos (e.g., 
imagens, obras de artes etc.);
‣ Técnicas para detecção de mensagens escondidas 
em documentos;
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Análise Forense de Documentos;
• Filogenia de Imagens e Vídeos
‣ Detecção de Spoofing em Sistemas Biométricos
‣ Recuperação de Arquivos (File-Carving)
‣ Forense nas Nuvens (Cloud Forensics)
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Organização da Disciplina
‣ Técnicas Contra-Forenses;
‣ Desafios de pesquisa e problemas recentes.	
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Introdução
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Introdução
‣ O que é Computação Forense Digital?
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É o conjunto de técnicas científicas para a 
preservação, coleção, validação, identificação, análise, 
interpretação, documentação e apresentação de 
evidências derivadas de meios digitais com a 
finalidade de facilitar e/ou permitir a reconstrução 
de eventos, usualmente de natureza criminal
Edward Delp – Purdue University
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Introdução
‣ O que é Análise Forense Digital?
• Campo de Pesquisas dentro da Computação 
Forense
• Objetivos
‣ Atribuição de origem
‣ Verificação de autenticidade
‣ Reconstrução de eventos de manipulação
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Introdução
‣ Motivação
• Julgamento de crimes
• Destruição de provas
• Criação/falsificação de eventos
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Pipeline
Geral
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Pipeline geral
‣ Coleta de evidências 
• Arquivos
• File-Carving vs. Smart File Carving
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Pipeline geral
‣ Agrupamento 
• Meta-dados
• Imagens similares
• Faces
• Tons de pele
• Objetos similares
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Pipeline geral
‣ Atribuição 
• Modelo de câmera/scanner/filmadora
• Casamento de câmera/scanner/filmadora
• Imagem sintética vs Imagens Naturais
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Pipeline geral
‣ Análise, Classificação e Autenticação
• Adulteração de objetos
• Mensagens escondidas
• Spoofing
• etc.
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Análise Forense Digital
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Is it Fake or Real?
Análise Forense Digital
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Detecção de Mensagens Escondidas
Análise Forense Digital
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Análise Forense Digital
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Análise Forense Digital
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Análise Forense Digital
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Análise Forense Digital
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Análise Forense Digital
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© A. Rocha
Aspectos 
Históricos
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Two ways of life de Oscar Rejland, 1857.
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Stalin com (original) e sem (falsificação) Nikolai Yezhov.
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Aspectos Históricos
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Ataque de Israel ao Líbano. O fotógrafo Adnan Hajj
escureceu e dramatizou o evento.
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Soldado britânico “guia” um iraquiano e seu filho. 
Fotografia e falsificação de Brian Walsky. 
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forensede Documentos Digitais
Uma das fotos mais impressionantes de 2006 – Liu Weiqiang do “Daqing Evening News”.
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Mais exemplos de falsificação
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Aspectos Históricos
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Mais exemplos de falsificação
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Hatshepsut Hotel, Luxor, Egypt
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais 38
Mais exemplos de falsificação
Microsoft em caso de Racismo
* http://news.bbc.co.uk/2/hi/8221896.stm
Aspectos Históricos
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Aspectos Históricos
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Aspectos Históricos
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Aspectos Históricos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais 40
Imagem publicada no site da BP http://www.bp.com
Aspectos Históricos
O caso da British Petroleum (BP)
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Descobertas 
Recentes
Descobertas Recentes
Protesto em Roma, 2004.
D. Sacchi, F. Agnoli, E. Loftus. Applied Cognitive Psychology, 
vol. 21, n. 8, 249-273, 2007.
Fonte Desconhecidai
Créditos para Stwart Franklin, 1989
D. Sacchi, F. Agnoli, E. Loftus. Applied Cognitive Psychology, 
vol. 21, n. 8, 249-273, 2007.
Beijing, 1989.
Descobertas Recentes
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Fraudes na Ciência.
(a) Deleção (b) Remoção
(c) Replicação
Topo direita: healing. Abaixo: mapas de textura
H. Farid. Exposing Digital Forgeries in Scientific Images. ACM 
Multimedia and Security Workshop, 2006.
Descobertas Recentes
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Técnicas de 
Manipulação
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Técnicas de Manipulação
‣ Composição (splicing)
‣ Ajuste fino de bordas (feather edges)
‣ Casamento de padrões de iluminação (light 
matching)
‣ Realce (sharpening)
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Técnicas de Manipulação
‣ Geração em computador
‣ Cópia e colagem (cloning)
‣ Retoque e conciliação (healing and 
retouching)
‣ Inserção de conteúdo escondido 
(Esteganografia)
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Técnicas de Manipulação
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Exemplo de Splicing
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Técnicas de Manipulação
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Um exemplo completo
Clonagem Composição
Casamento de 
Iluminação e 
Retoque
Clonagem e Ajuste
Fino de Bordas
Clonagem e Ajuste 
Fino de Bordas
Redimensionamento, 
Rotação e Composição
 Ajuste Fino 
de Bordas
Resultado Final
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Técnicas de Manipulação
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Técnicas de Manipulação
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Técnicas de Manipulação
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ANIMAÇÃO
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
‣ Lazy Snapping
• Método interativo
• Super-segmentação (etapa grosseira)
• Etapa de ajuste de bordas (snap)
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
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Lazy Snapping
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
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‣ Paint Selection
• Evolução do Lazy Snapping
• Corte em grafo para multi-cores
• Seleção interativa progressiva
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
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Paint Selection
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
‣ Poisson Matting
• Técnica de alpha-matting (combinação)
• Utiliza equações de Poisson com restrições 
com relação ao campo de gradiente
• Algoritmos de filtragem para ajuste fino
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
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Poisson Matting
Entrada Bayesiano Poisson Zoom Resultado
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
‣ Propagação Estrutural
• Expansão de regiões conhecidas para regiões 
desconhecidas (Image Completion)
• Problema de otimização em relação a 
restrições estruturais e de consistência
• Preenchimento de regiões com técnicas de 
síntese de textura
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
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Propagação Estrutural
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
‣ Seleção de Objetos por Cortes em Grafos
• Super-segmentação (gera uma entrada)
• Marcações do usuário (gera um modelo)
• Casamento em grafos (Homomorfismo)
• Refinamento (Filtros conexos, MM)
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Manipulações Avançadas
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Seleção por Cortes em Grafos
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Manipulações Avançadas
‣ Content-Aware Fill
• Photoshop
• Ainda não lançado
• Leva o conteúdo da imagem em 
consideração
• Faz casamento de iluminação
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Vídeo Demo
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais 65
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Podemos Acreditar 
no Que Vemos?
Vídeo Demo
Vídeo Demo
Questões
Importantes
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Esta imagem é original ou foi criada por 
composição? (cópia/colagem)? 
‣ Esta imagem representa um momento real 
ou foi digitalmente modificada para enganar 
o visualizador?
Questões Importantes
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Quais partes dessa imagem sofreram 
modificações?
‣ Quais partes dessa imagem qualquer tipo 
de processamento? Qual a extensão desses 
processamentos?
‣ Essa imagem foi adquirida com a câmera do 
fabricante X ou Y?
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Questões Importantes
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Análise Passiva e Cega?
‣ Watermarking?
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Questões Importantes
Esforços de
Pesquisa
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Atribuição de Fontes
‣ Identificação de Geração por Computador
‣ Autenticação
‣ Detecção de Falsificações
‣ Detecção de Mensagens Escondidas
Esforços de Pesquisa
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Obrigado!

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