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05 - 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
Organização
‣ Identificação de Adulterações
• Cópia-Colagem
• Variações e Inconsistências em Descritores
• Inconsistências (Aquisição, Iluminação, Estruturais)
‣ Desafios em AFD
‣ Algumas conclusões
‣ Cenas dos Próximos Capítulos
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Recap.!
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Recap.!
‣ O que é Computação Forense Digital?
5
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
“
”
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Recap.!
‣ 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
Recap.!
‣ Com relação à Análise Forense de Documentos 
(AFD), já vimos (top-down)
• Métodos para atribuição (Modelo e 
Específico)
• Identificação de Criações Sintéticas
‣ Vamos ver agora algumas abordagens para 
identificação de adulterações em documentos
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Identificação de 
Adulteracões
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Identificação de Adulterações
‣ Maior objetivo da análise forense de 
documentos consiste na identificação de 
adulterações em documentos digitais
‣ Manipulações típicas
• Aumento, redução, rotação
• Compensação de cor, brilho, contraste
• Supressão e modificação de detalhes etc.
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Abordagens propostas na literatura ainda são 
incipientes
‣ Maior parte dos trabalhos publicada a partir 
de 2004
‣ Poucos grupos estabelecidos no mundo
‣ Diversos problemas ainda a serem abordados
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Podemos agrupar as principais abordagens nas 
seguintes categorias não exclusivas
1. Técnicas para detecção de clonagem (cópia-
colagem)
2. Técnicas que analisam variações em 
descritores de características
3. Técnicas que analisam inconsistências em 
descritores de características
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ De forma geral, podemos agrupar as principais 
abordagens em
4. Técnicas que analisam inconsistências relativas 
ao processo de aquisição
5. Técnicas que analisam inconsistências de 
iluminação
6. Técnicas que analisam inconsistências de 
compressão
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Detecção de
Clonagem
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Clonagem
‣ Uma das técnicas de adulteração mais simples
‣ Também conhecida como cópia-colagem
‣ Presente em operações mais sofisticadas tais 
como
• Retoque e conciliação
• Content Aware Fill 
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Objetivo clonagem: fazer um objeto 
desaparecer de uma cena utilizando 
propriedades da própria cena
‣ Abordagens para detecção baseado em busca 
exaustiva
• Problemas?
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Detecção de Clonagem
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Abordagens baseadas em análise por blocos
[Fridrich et al. 2003] e [Popescu & Farid 2004a] 
‣ Ideia central
• Dividir a imagem em blocos
• Sumarizar cada bloco de acordo com uma 
transformação
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Detecção de Clonagem
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
‣ Ideia central (cont.)
• Ordenar lexicograficamente
• Localizar candidatos próximo segundo um 
limiar
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Detecção de Clonagem
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais 18
Detecção de Clonagem
Clonagem Análise por Blocos
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Ordenação lexicográfica0BBB@
�01,1 �01,2 . . . �01,k
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...
...
...
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1CCCA
Detecção de duplicações
© A. Rocha
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Clonagem
19
©
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. A
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Clonagem
‣ A sumarização é importante?
‣ Por que não utilizar uma região diretamente?
‣ Sumarização
• PCA
• Transformação DCT
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Clonagem
‣ Como estender para vídeo?
‣ Câmeras estacionárias vs. não estacionárias
‣ Abordagem
• Análise quadro a quadro
• Transformação de Fourier dos quadros
• Normalized Cross-Power Spectrum
• Análise de picos
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Variações de
Descritores
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Variações em Descritores
‣ Análise de descritores de imagens e vídeos 
sensíveis ao processo de adulteração
‣ Objetivo: detectar composições
‣ Hipótese
• Possibilidade de mensurar a variação dos 
descritores no cenário de adulterações
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Abordagens baseadas em análise de métricas de 
qualidade de imagens (IQMs)
[Avcibas et al. 2004]
‣ Análise de estatísticas de alta ordem utilizando 
bicoerência
[Ng & Chang 2004]
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Análise de estatísticas de alta ordem utilizando 
decomposição wavelet (HOWS)
[Lyu & Farid 2005]
‣ Métricas binárias de similaridade (BSM)
[Bayram et al. 2005a]
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Modelos combinados IQMs, BSMs e HOWS
[Bayram et al. 2006]
‣ Análise de estatísticas de momento de Markov
[Shi et al. 2007]
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estatísticas de Markov
27
©
 S
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estatísticas de Markov
28
© Shi et al.
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estatísticas de Markov
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Diferenças em diversas direções
horizontal, vertical, diagonal principal e secundária
© Shi et al.
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estatísticas de Markov
‣ Abordagem muito “ad-hoc”?
‣ Abordagem efetiva para transições bruscas 
(abordagens de composição mais simples)
‣ Bons resultados no data set no Columbia Splicing 
data set
‣ Experimentações precisam ser feitas no cenário 
de modificações mais sofisticadas
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Inconsistências
em Descritores
A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências em Descritores
‣ Análise de inconsistências em descritores de 
características ao invés de variações
‣ Inconsistências podem ser
• desvios abruptos de um ponto a outro
• presença de similaridades inesperadas
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A. Rocha, 2012 – Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
‣ Trabalhos relevantes tem considerado artefatos 
devido à reamostragem
[Popescu 2004]
‣ Artefatos de compressão
[He et al.

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