デジタル写真は信頼できるのか？

テッド・“ジョーイ”・ブードロー・ジュニア伍長は退屈していた。2003年の夏のイラク。米軍侵攻の重労働と反乱軍の混乱の間の小休止期で、埃っぽいハンヴィーで砂漠を駆け回れるのは滅多にない。基地の裏門で地元の人々に紛れ込みながら、ブードローは段ボールに「海兵隊員、ようこそ」と走り書きして子供たちに渡した。子供たちは笑顔で一緒にポーズを取り、スナップ写真を撮った。彼はその写真を母親と従兄弟、そして数人の友人にメールで送り、その後は二度とその写真のことを考えなかった。退屈は過ぎ去った。しかし、その写真はこれで終わりではなかった。この写真はインターネット上に流出し、ブロガーたちの手に渡った。ブドロー氏はどのようにして入手したのかは分からないと述べているが、看板には「ブドロー伍長は私の父を殺し、その後、妹を妊娠させた」と改変されていた。オンラインのコメント投稿者は、ブドロー氏が英語が読めない子供たちに意地悪ないたずらをしていると推測し、この海兵隊員は無神経、無知、あるいは単に愚かだと非難された。アメリカ・イスラム関係評議会はこの写真を偶然発見し、調査を要求した。

同じ頃、保守系ウェブサイトfreerepublic.comのフォーラムに、別の画像が突然現れた。今度は「ブドロー伍長は父を救い、そして妹を救出した」と書かれた看板が掲げられ、激しい議論が巻き起こった。看板には他にも様々なバージョンが登場した。写真がいかに簡単に加工できるかを示すためか、完全に白紙のものもあれば、「父は自爆テロで自爆し、残ったのはこのひどい看板だけ」と書かれたものもあった。この頃、25歳のブドローはイラク派遣を終え、故郷のルイジアナ州ホーマに戻っていた。彼がこの騒動を知ったのは、新米海兵隊員が「父を殺した」写真のプリントアウトを、ブドローが勤務していた地元の募集事務所に持ち込んだ時だった。その後まもなく、彼は国防総省の調査対象になっていることを知った。軍法会議を恐れた。彼が自分の運命を知るまでには数ヶ月かかることになる。

デジタルいたずらの被害に遭い、それがインターネット上で拡散される可能性は、雷に打たれるのと同じくらいありそうに思えるかもしれない。しかし、デジタル時代では、誰でも安価なソフトウェアを使って写真を修正することができ、その手口を見抜くことはますます難しくなっている。こうした偽物の多くは、90ポンドの飼い猫や、ヘリコプターを襲うサメなど、無害なものが多い。しかし、説得力のあるいたずらは、危害を加えることもある。2004年の大統領選挙運動中、若きジョン・ケリーが「ハノイ・ジェーン」時代のジェーン・フォンダと共に演説台に立っている、ケリーにとって非難の的となりかねない画像がインターネット上で拡散した。最終的に、この写真は2枚の画像を巧みに合成したものだと判明したが、その時までにどれほどの人々の心がケリーに向けられていたかは誰にも分からない。一方、政治家たちは自らの目的のために写真の改ざんに手を染め始めている。今年7月には、ニューヨーク市長候補のC・バージニア・フィールズ氏が、自身の支持者グループをより多様性のあるものに見せるために、宣伝用写真に2人のアジア人の顔を追加していたことが明らかになった。

「誰もが低価格で高品質なデジタルカメラを購入し、誰もがウェブサイトを持ち、誰もが電子メールを使い、Photoshopは使いやすくなりました。2004年はデジタルカメラの売上が従来のフィルムカメラを上回った最初の年でした」と、ダートマス大学のコンピュータ科学者であり、デジタルフォレンジックという黎明期の分野の第一人者であるハニー・ファリド氏は語る。「その結果、注目を集めるデジタル改ざん事件がますます増えています。もはや百聞は一見に如かず。実際、目に見えるものはほとんど無関係なのです。」

運転免許証、防犯カメラ、社員証、その他のデジタル画像がコミュニケーションの要であり、証拠の基盤であることを考えると、これは大きな問題です。これらの画像が簡単に改ざんできるという事実は大きな問題ですが、おそらくさらに深刻なのは、この問題を認識している人がほとんどおらず、対処している人はさらに少ないという事実です。

すでにそうなっていないとしても、近い将来、あらゆる画像が疑わしいものになる可能性が出てくるだろう。偽画像は、最終的に信用を失ったとしても、人々の意識に長く残り続ける可能性がある。そして、偽画像が蔓延するにつれ、イラクのアブグレイブ刑務所における虐待の写真のような真の証拠が、信頼できないものとして無視される可能性もある。

そして司法制度の問題もあります。加工された写真は、無実の者を傷つけたり、有罪の者を釈放したり、あるいは単に混乱を引き起こしたりする可能性があります。児童ポルノ所持で逮捕された人々は、その画像は実在の児童ではなくコンピューターで生成されたものであり、したがってポルノ制作において児童は被害を受けていないと主張することがあります（現実問題として、当局はCG児童ポルノは存在しないとしています）。ペンシルベニア州で最近行われた民事訴訟では、原告のマイク・ソンチーニ氏が事故車をめぐって保険会社と争っていました。保険会社は、事故前に車が損傷していたように見せかけるためにデジタル写真を加工し、未払いの損害賠償金の全額支払いを回避したと主張しました。コネチカット州では、殺人罪で有罪判決を受けたある男が、被害者の歯の照合に使用されたコンピューター加工された噛み跡の画像は証拠能力がないとして州最高裁判所に控訴しました（控訴は棄却されました）。また、マサチューセッツ州の事件では、警察官が部署の証拠保管室から麻薬と現金を盗み、自宅に隠匿したとして告発されました。配偶者虐待を訴えていた妻は、証拠を写真に撮り、盗品を破壊したとされる警官に詰め寄りました。現在、唯一の証拠は、復讐心を持つ可能性のある人物が撮影したデジタル写真だけです。「これは爆発寸前の問題です」とニューヨーク・ロー・スクールのリチャード・シャーウィン教授は言います。「法曹界では、この問題が本来持つべき注目を集めていません。」

これまで、デジタルフォレンジックの科学に専心する研究者はほんの一握りしかいない。それでも、偽造を見抜くための、完全ではないにせよ効果的な手法が登場しつつあり、その進歩は目前に迫っている。科学者たちは、画像操作を阻止し、改ざんを察知するためのソフトウェア、セキュリティカメラ、埋め込み型透かしを開発している。アドビやマイクロソフトは民間からの資金提供者だが、研究の多くは法執行機関や軍隊によって支えられている。彼らは、評判以上のものが危険にさらされる状況に直面している。（証拠の連鎖の完全性を維持することは法執行機関にとって最も重要であり、軍隊は例えばイラクやアフガニスタンから送られてくる画像の信憑性を懸念している。あの画像は本当にオサマ・ビン・ラディンを写したものだろうか？粗い映像に映っている人質は本当にアメリカ兵だろうか？）

しかし、ファリド氏をはじめとする専門家たちは、彼らが決して勝てないと懸念している。写真の加工を可能にする技術は、それを阻止しようとする試みと同じくらいの速さで進歩し、偽造者の技術も同様に進歩するだろう。ファリド氏が考える唯一の現実的な目標は、最善を尽くし熟練した者以外を阻止できるほど高度な予防・検知技術を維持することだ。「普通の人間にはできないようにするつもりだ」と彼は言う。

偽造写真には長く不名誉な歴史がある。1870年代には「心霊写真」が大流行した。亡くなった愛する人の写真と、祭儀の際に撮影された生きている親族の写真を合成し、霊界の存在を証明するものとして詐欺師が流布したのだ。冷戦時代には、ロシアと中国の両政府が偽のプロパガンダ写真で悪名高く、信用を失った役人は政府の写真から日常的に削除された。しかし、人間の目は簡単には騙されない。パターン認識能力が備わっているため、微妙な矛盾を容易に見抜くことができる。検証の専門家は、光、影、陰影の違い、ずれた遠近法、そしてある人物の頭が別の人物よりも不自然に大きいといった不適切な比率など、こうした異常を探る。しかし、今日の写真はデジタル化が進んだため、高品質な偽造写真で人の目を騙すことはかつてないほど容易になり、マウスを数回クリックするだけで現実が作り変えられてしまう。デジタルカメラには、セルと呼ばれる小さなセンサーで覆われた感光板が搭載されており、シャッターが開くと光子を受け取ります。セルはバケツに溜まった雨粒のように光子を集め、電荷に変換します。電荷は増幅され、アナログからデジタルへと変換されます。JPEG、TIFF、RAWといったあらゆるデジタル画像形式において、写真は実際には0と1の文字列で構成されたデータファイルです。このバイナリコードを画像に変換するには、テレビがケーブルテレビや衛星放送のデジタル信号を動画に変換するのと同じように、プログラムが必要です。

このようなプログラムは数多くあります。Adobe Photoshop はライセンス数が 500 万部に達し、iPhoto はすべての新しい Apple 製コンピュータにバンドルされ、Picasa 2 は Google から無料で入手できます。このソフトウェアは、元のデータを解釈するだけではなく、不要な背景要素を削除したり、画像の目的の部分を拡大したり、色を調整したりなど、データを変更することができます。また、機能は増え続けています。たとえば、最新バージョンの Photoshop CS2 には、画像を合成する際に遠近感を修正するという専門的な技術を大幅に簡素化し、合成をよりリアルに見せる「消失点」ツールが含まれています。また、これらのプログラムを習得するのは難しくありません。Microsoft Word などのワードプロセッサによってプロ並みの文書の作成が簡単になったのと同じように、写真編集ツールによって、誰でもすぐに熟練した写真操作者になれます。家族写真の赤目を取り除いたことがない人はいないでしょう。

デジタル時代以前、写真鑑定の専門家はネガ、つまり現存するすべてのプリントの唯一の情報源を検証しようとしました。今日のネガに相当するのはRAWファイルです。RAWファイルは、自動調整によって色調やトーンが補正される前のカメラからの出力です。画像を最も純粋で、改変されていない状態に修正します。しかし、RAWファイルは扱いにくく、見栄えが悪く、メモリを大量に消費するため、プロの写真家だけが使用する傾向があります。また、完全に信頼できるわけでもありません。ハッカーが既存の写真に基づいて偽のRAWファイルを作成し、オリジナルと見せかけることも可能であることが明らかになっています。

しかし、デジタル技術は、専門家が偽造を見分けるための手がかりを提供してくれます。ほとんどのカメラでは、各セルは赤、緑、青のいずれか1色しか認識しません。そのため、カメラのマイクロプロセッサは、隣接するセルの色に基づいて適切な色を推定し、補間と呼ばれるプロセスによって空白を埋める必要があります。補間によって、データポイント間の相関関係、つまり予測可能なパターンが生成されます。この相関関係は、肉眼では認識できないものの、パターン認識ソフトウェアプログラムによって認識できる可能性があります。

ファリドは、偽造の決定的な兆候を見抜くことに驚くほど優れたアルゴリズムを開発しました。彼のソフトウェアは、データファイルのバイナリコードのパターンをスキャンし、画像が改変されたことを示す異常箇所を探します。デジタルフォレンジックの頼れる存在となったファリドは、Photoshopを使って偽造画像や合成画像を作成し、その元となるデータを分析することに多くの時間を費やしています。その結果、ほとんどの改ざんは統計的な痕跡を残すことがわかりました。

Photoshopで画像のサイズを2倍にするとどうなるか考えてみましょう。100×100ピクセルの画像を200×200ピクセルに拡大します。Photoshopは画像を拡大するために新しいピクセルを作成する必要があります。これは補間によって行われます（これは、写真が最初に撮影されたときにカメラのプロセッサによって行われた補間に続く、2回目の補間です）。Photoshopは白いピクセルと隣接する黒いピクセルを「見て」、その間に挿入する新しいピクセルとしてグレーが最適であると判断します。

Photoshop や iPhoto で行われた各タイプの変更は、ファイルに何度も現れる特定の統計的痕跡を作成します。前述のように、画像のサイズを変更すると、1 種類のデータパターンが作成されます。1 つの画像の一部を切り取って別の画像に配置すると、別のデータパターンが作成されます。写真を回転すると、画像の一部を「複製」して画像の別の場所に複製した場合と同様に、固有のフットプリントが残ります。また、驚くほどリアルに見えるコンピューター生成画像には、カメラで作成された画像とはまったく異なる独自の統計パターンがあります。これらのパターンはどれも肉眼では見えず、簡単に説明することもできませんが、ファリドと学生たちは何千もの操作された画像を研究した後、それらを認識するためのロゼッタストーンを作成しました。これは、それぞれ独自のデータパターンを持つ 7 種類の写真変更を検索するアルゴリズムで構成された単一のソフトウェアパッケージです。

これらのアルゴリズムを一つだけ採用すれば、偽造品を見抜くのは比較的容易だと、ニューヨーク州立大学ビンガムトン校のデジタルフォレンジック科学者、ジェシカ・フリドリッヒ氏は言う。しかし、これらを組み合わせることで、偽造品を見抜く力は強力になる。「これらすべてのテストを通過する偽造品を作るのは非常に困難でしょう」と彼女は言う。

しかし、ファリッドのソフトウェアの大きな弱点は、高画質の非圧縮画像でしかうまく機能しないことです。ほとんどの非プロ用カメラはJPEGと呼ばれるデータファイルを出力します。JPEGはデジタル圧縮されているため、
電子メールで簡単に送信でき、ハードディスクの容量をあまり消費しません。しかし、圧縮によってデータ損失が少なくなり、
重要な画像データを画質を犠牲にしてサイズを縮小しようとすると、ファリドのアルゴリズムが求める統計パターンが削除または損なわれる。そのため、少なくとも現時点では、ファリドの次世代ソフトウェアが完成するまでは、彼のツールは比較的無力である。
インターネット上でよく見られる圧縮された低品質の写真に関する情報を提供します。

こうした大きな盲点を踏まえ、一部の科学者は全く異なるアプローチをとっています。写真が改変されたかどうかを事後的に判断するのではなく、写真が作成された瞬間に目に見えない形で印を付けることで、その後の改ざんが明白になるようにしたいと考えているのです。

ニューヨーク州立大学ビンガムトン校のジェシカ・フリドリッヒ氏は、デジタル透かしの作成に取り組んでいます。透かしデータは、画像が撮影された際に生成され、ピクセルに埋め込まれた0と1のパターンで、特別なソフトウェアを使わなければ目に見えません。透かしは、現代版の手紙に封蝋を垂らすようなものです。画像が改変されると、透かしはデジタル的に「破壊」され、ソフトウェアがそれを知らせてくれます。

透かしは現在、消費者向け製品としてキヤノンのDVK-E2データ検証キットでのみ利用可能です。この700ドルのシステムは、専用ソフトウェアと小型のUSBプラグインアプリケーションを使用して、キヤノンのプロ仕様カメラで撮影された画像を認証します。報道機関にとって理想的なシステムと言えるでしょう。写真編集者（または認証を必要とする人）がデバイスを接続し、画像をクリックするだけで、写真が改ざんされているかどうかをソフトウェアが警告します。もちろん、ほとんどのデジタル報道写真は、色相、彩度、コントラスト、明るさを調整するために微調整されます。これらの編集手順は、従来は暗室で行われていました。その後、新しいファイルとして保存されますが、編集者が不正行為を疑った場合、改ざんされていないオリジナルと改ざんされたコピーを比較し、どの程度の差異があるかを正確に把握することができます。

キヤノンのキットは、ナショナルジオグラフィックが1982年2月の表紙にぴったり合うようにエジプトのピラミッドをデジタルで移動させたり、ニューズウィークが2005年3月7日の表紙でマーサスチュワートの頭部をモデルの体に移植したりといった、自ら招いた論争を防ぐことはできないだろう。しかし、別のジャーナリズムスキャンダルを捕捉し、回避することはできたはずだ。2003年、写真家のブライアンウォルスキーは、イラク人に避難を指示する英国兵の構図をより印象的にするため、2枚の写真を組み合わせたとしてロサンゼルスタイムズを解雇された。それでも、多くのメディアは検証テクノロジーを軽視し、信頼できる寄稿者の誠実さと、不正を見抜く自らの能力に信頼を置いている。「すべての写真を検証しようとしたら、何もできないでしょう」と、ストックフォトのライセンスを供与するコービスの編集長ストークスヤングは言う。しかし、有害なミスが積み重なれば、通信社や新聞社の姿勢も変わるかもしれない。

一方、フリドリッヒの研究室では、写真にさらなるセキュリティレベルを付与する研究が進められている。1982年のチェコスロバキア・ルービックキューブスピードチャンピオンシップで優勝するなどの実績を持つフリドリッヒは、写真に透かしを入れるだけでなく、撮影者に関する重要な識別情報も追加するカメラを開発している。彼女のチームは市販のキヤノン製カメラを改造し、ファインダーに内蔵された赤外線フォーカスセンサーを生体認証センサーに改造した。このセンサーは、撮影された瞬間に撮影者の虹彩画像を捉える。この画像はデジタルデータに変換され、日時やその他の透かしデータとともに、画像ファイルに目に見えない形で保存される。

警察写真家の用途は明白だ。法廷で争われたとしても、画像、カメラ、そして撮影は検証可能であり、システム全体が安全である。残念ながら、司法の世界は暗黒時代から学問のルネサンスへと移行している。FBIには特別なデジタル証拠部門があり、真贋判定研究に資金を提供しているが、連邦証拠規則では、デジタル画像の検証は撮影者本人または現場の関係者以外によるものではなく、ましてや安全な撮影システムによる検証は求められていない。そして、この規則を改正する動きはほとんど見られていない。「刑事裁判所のほとんどは技術的に無知です」と、フォレンジックシステムメーカーAvid Technologyのフォレンジックビデオアナリスト、グラント・フレデリックス氏は言う。「高度な技術に対応できるツールも経験もありません。」

弁護士たちはこの技術とその影響についてようやく理解し始めたばかりですが、裁判所は特に無知です。「裁判官はリスクと技術について十分な情報提供を受けていません」とニューヨーク・ロー・スクールのシャーウィン氏は言います。「証拠として提出されたアニメーションを検証するために、裁判官が弁護士に印刷するよう指示した例を一つ思い出します。私たちが本当に抱えているのは、知識基盤における世代間のギャップです。裁判所はこれらのリスクについて自ら学び、対処方法を見つけなければならないでしょう。」

明るい点は、少なくとも今のところは静止画だけを気にすればよいということだ。フレデリックス氏によると、動画を説得力のあるものに修正するのは依然として非常に骨の折れる作業だという。「ビデオテープの場合、1秒間に30フレームを扱い、1フレームは2枚の独立した画像です。偽造者は1秒間に60回も画像修正を行わなければなりません。ほぼ不可能な作業です。」映画用のPhotoshopはないし、死んだ俳優を蘇らせたコマーシャルなど、高性能機器で修正した動画でさえ、特に信憑性があるとは言えない。

デジタルフォレンジックの専門家たちは、スパマーとアンチスパマーの戦いに似た進化の競争を繰り広げていると述べています。どんなにフィルターを作っても、スパマーは必ず突破方法を見つけ出します。そして、新たなフィルターを開発する番です。ファリド氏は、偽造者も同様のことをすると予想しています。十分なリソースと強い意志があれば、偽造者は透かしを破り、RAWファイルをリバースエンジニアリングし、ソフトウェアをすり抜けるシームレスな偽造品を作り出すでしょう。ファリド氏によると、その秘訣は、ほとんどの偽造者がひるむほどハードルを高く設定し続けることです。

近い将来、検出技術はこれまでと同じようなものになるでしょうが、（幸運にも）より優れたものになるでしょう。より安全な撮影者認証システム、より厳密に調整されたアルゴリズム、より堅牢な透かしなどです。しかし、未来にはもっと革新的なものが待ち受けています。デジタル弾道学です。弾丸が発射された銃まで追跡できるように、デジタル写真から撮影したカメラが明らかになるかもしれません。完璧な光センサーは存在しません。すべてのセンサーには、画像データから読み取れる微細な欠陥があります。こうした欠陥を十分に研究すれば、パターンを認識できるようになります。そして、そのパターンはソフトウェアで検出できるのです。

それでも、どんな技術が導入されていても、高品質の偽造品は常にシステムをすり抜けてしまう可能性が高い。低品質のものも同様だ。大きな魚は網を避ける方法を学び、小さな魚は網をすり抜ける。低解像度の偽造品は、ファリドの最新アルゴリズムによって検出されやすくなっている。このアルゴリズムは、被写体に当たる光の方向を分析する。しかし、写真が十分に圧縮されていれば、偽造品はもう見破られない。巨大な小魚になってしまうのだ。

話を海兵隊員ジョーイ・ブードローに戻しましょう。彼は地元紙ニューオーリンズ・タイムズ・ピカユーンから「自身、海兵隊、そして残念ながら故郷のニューオーリンズ」を辱めたと非難されました。海兵隊は昨年2回の捜査を行いましたが、どちらも結論が出ませんでした。海軍犯罪捜査局の専門家でさえ、不正操作の主張を裏付ける証拠も反証する証拠も見つけることができませんでした。

ブードローはこの事件を冷静に受け止めている。「最初の反応は、面白いと思った」と彼は電話インタビューで語った。「電話がかかってきて、『捜査対象だ』と言われるまで、二度目の反応はなかった」。彼はイラクの少年に「海兵隊員歓迎」以外の文字が書かれたプラカードを渡したことは一度もないと主張しているが、それを証明する術がない。彼自身も彼の知り合いも、彼が作成したと主張する画像のバージョンを所有しておらず、インターネットでいくら検索しても見つからない。存在するのはウェブ上に散らばる低品質のクローンだけだ。ファリドのソフトウェアは、既存の画像が彼のアルゴリズムには圧縮されすぎているため、ブードローの主張を検証できない。そして、ファリドの訓練された目でさえ、既存の2枚の画像――「良い」プラカードと「悪い」プラカード――のどちらかが本物なのか、それともブードローの主張のように両方とも偽物なのかを見分けることはできない。

納得のいく結論ではないが、妥当な結論と言えるだろう。今日の認証技術は、ソフトウェアや専門家の目による精査を経ても、頼りになるのは自分の言葉だけかもしれない。それで十分だと願うしかない。

スティーブ・カシミロは、カリフォルニア州モナークビーチ在住の作家兼写真家です。