• Nachrichten
• >Netzwelt
• >Tech
• >Digitalfotografie
• >

  Digitalfotografie: Vorsicht, Fälschung!

ThemaDigitalfotografie

Alle Artikel und Hintergründe

Digitalfotografie Vorsicht, Fälschung!

Von Dörte Sasse

2. Teil: Die Geheimwaffe der Forscher gegen Fälscher

Zmudzinski und sein Kollege Huajian Liu arbeiten an Methoden, die verraten sollen, ob eine Manipulation an Audio- oder Bilddaten stattgefunden hat. Ihre Geheimwaffe sind digitale Wasserzeichen, bestimmte Muster, die nicht wahrnehmbar in die jeweilige Datei eingebettet sind.

Verschiedene Typen von Wasserzeichen dienen dabei unterschiedlichen Zielen: Die "robusten" sollen auch während der Bildbearbeitung erhalten bleiben und so etwa einen Urheberrechtsvermerk transportieren; die "fragilen" überleben eine Bearbeitung nicht und zeigen an, sobald mindestens ein Pixel des Originals verändert wurde; die "semi-fragilen" und "content-fragilen" überstehen Eingriffe wie Kompression oder Kontrastanpassung, melden aber inhaltliche Manipulationen.

Noch vor wenigen Jahren hielt man digitale Wasserzeichen als Copyright-Markierung für sinnlos, da sie beim einmaligen Verkleinern oder Umformatieren des Bildes verschwanden. "Das stimmt so nicht mehr", sagt Zmudzinski. Er war selbst überrascht von der neuesten Entwicklung aus Lius Labor: ein fürs Auge unsichtbares Wasserzeichen für Fotos, so robust, dass es sogar das Ausdrucken und Einscannen des Ausdrucks überlebt.

Das neue Wasserzeichen, das zum Beispiel aus Wörtern oder Zahlen besteht, versteckt sich in den so genannten Frequenzdaten des Bildes. Die Frequenzen eines Bildes spiegeln seine Strukturen wider. Bei einem Foto voller Riffeln, bei dem also die Helligkeits- und Farbwerte der Pixel sehr schwanken, spricht man von hohen Frequenzen, bei einem Foto großflächiger, einfarbiger Objekte von niedrigen Bildfrequenzen. Das Einbetten des Wasserzeichens verändert nun einige der Frequenzen unmerklich. Diese Änderung kann ein Hacker selbst dann nicht entfernen, wenn er den Algorithmus der Methode kennt - nötig ist auch der Verschlüsselungscode des Eingebetteten.

Verräterische Spuren

Kann es ein perfekt gefälschtes Bild geben? "Mit dem entsprechenden Aufwand, wenn man ein paar Tage Zeit hat, lassen sich Bilder erstellen, bei denen die Montage hinterher nicht mehr nachweisbar ist", sagt der Bildmontagespezialist Klaus Schröer.

Anders Uschold dagegen äußert sich skeptisch: "Heute sind die Fälschmechanismen deutlich vielfältiger, doch damit hinterlassen sie auch deutlich mehr Fehlersignaturen." Seit 1999 ist er von der IHK als Fotografie- Sachverständiger für München und Oberbayern bestellt. Und noch immer wartet er auf seinen ersten juristischen Streitfall, in dem er nachweisen müsste, dass und wie ein Foto gefälscht ist. Bislang hat keiner die bayerischen Gerichte erreicht.

Denn trotz Photoshop & Co. ist perfektes Manipulieren schwierig. Zunächst sind im oder am digitalen Bild bereits Informationen enthalten, die den Fälschern einiges an Computerkenntnissen abverlangen: Beinahe jede Digitalkamera hängt dem Bild heute die so genannten EXIF-Daten an, die Informationen wie Uhrzeit oder Blendenöffnung während des Auslösens vermerken.

Zudem verursacht jede digitale Bildbearbeitung Restfehler. "Wenn Sie aus einem blauen Auto ein rotes machen, dann stellt man hinterher fest, dass die Helligkeits- und Rauschverteilung im Rotkanal bei dieser Kamera so nicht vorkommen sollte", sagt Uschold.

Um das Entlarven zu vereinfachen, haben US-Forscher um Hany Farid vom Dartmouth College kürzlich einen Algorithmus veröffentlicht, mit dem sich Manipulationen digitaler Fotos auch ohne Wasserzeichen erkennen lassen. Er untersucht den digitalen Code des gesamten Bildes statistisch auf Ungereimtheiten, indem er die Daten mit den typischen Werten einer natürlich entstandenen Pixelmenge abgleicht. Durch die Manipulation eines Fotos ergibt sich nämlich eine mathematische Korrelation zwischen benachbarten Bildpunkten, die bei natürlichen Aufnahmen nur selten zu finden ist. Allzu starkes Bildrauschen macht die Analyse allerdings unmöglich.

Ein Schwachpunkt, den im Prinzip jede technische Überprüfung hat, die von analogen Fotos genauso wie die von digitalen. "Ich muss das Bild nur schlecht genug machen und das gefälschte Bild noch mal abfotografieren, in schlechterer Qualität, vielleicht leicht verwischt oder unscharf", sagt Anders Uschold. "Schon habe ich Manipulationen auch im angeblich fälschungssicheren Negativfilm oder im Digitalbild, ohne Spuren oder Fehlersignaturen und kaum zu entdecken." Hier ist dann allein der gesunde Menschenverstand gefragt.

© Technology Review, Heise Zeitschriften Verlag, Hannover