Một bức ảnh hơn ngàn lời nói: Cách lần theo ‘dấu vân tay’ ẩn bên trong mọi bức hình

Vào ngày 3/10/2020, Nhà Trắng đã công bố hai bức ảnh của Donald Trump, cho thấy ông đang ký các giấy tờ và đọc tài liệu chuẩn bị cho một cuộc họp.

Một ngày trước đó, Trump được thông báo rằng đã dương tính với COVID-19 và những bức ảnh này dường như đã được tung ra để minh chứng rằng ông đang trong tình trạng sức khỏe ổn định. Cô con gái Ivanka đã chia sẻ một trong những bức ảnh lên Twitter và Facebook với chú thích: “Không gì có thể ngăn cản ông ấy làm việc vì người Mỹ”.

Nhưng, những người tinh mắt đã nhận thấy điều gì đó bất thường.

Các bức ảnh được chụp tại hai phòng khác nhau trong Trung tâm Y tế Quân đội Quốc gia Walter Reed. Trong một bức ảnh, ông Trump chỉ mặc một chiếc áo sơ mi trong khi bức kia có thêm chiếc áo khoác. Cùng với những tuyên bố công khai về sức khỏe và đạo đức làm việc tích cực, chúng ngụ ý rằng ông đã thực hiện nhiệm vụ làm tổng thống của mình cả ngày, bất chấp bệnh tật. Tuy nhiên, vết dấu thời gian của các bức ảnh lại nói điều ngược lại. Chúng được chụp cách nhau chỉ 10 phút.

Tất nhiên, có những lời giải thích khả thi khác cho lý do tại sao chúng được chụp gần nhau đến như vậy. Có lẽ, nhiếp ảnh gia chỉ tiếp cận được vị tổng thống này trong 10 phút, và có thể Trump có ý định chuyển phòng làm việc trong quãng thời gian ngắn đó. Tuy nhiên, vết dấu thời gian khiến mọi người nghi ngờ và Nhà Trắng không vui.

Nó cũng khiến các hãng tin và các nhà bình luận bàn tán về việc liệu những hình ảnh đó có phải đã được dàn dựng trong một buổi chụp ảnh để đưa ra một thông điệp chính trị hay không, cũng như đặt câu hỏi liệu rốt cuộc ông Trump có thực sự làm việc “không ngừng” như vậy hay không.

Đây không phải là lần duy nhất các thông tin ẩn bên trong một bức ảnh kỹ thuật số dẫn đến những hậu quả không lường trước được. Chỉ cần hỏi John McAfee, người sáng lập hãng phần mềm diệt virus cùng tên. Vào năm 2012, ông đang phải chạy trốn khỏi chính quyền Belizean, một quốc gia ở Trung Mỹ. Nhưng các phóng viên từ tạp chí Vice đã lần ra ông và công bố một hình ảnh chụp được lên mạng Internet, với tiêu đề “Chúng tôi đang ở với John McAfee, ngay bây giờ”.

Tuy nhiên, họ không nhận ra một điều, rằng dữ liệu vị trí được nhúng trong bức ảnh đã vô tình tiết lộ rằng McAfee đang ở Guatemala. Người đàn ông này sớm được tìm thấy và bị giam giữ.

Đây chỉ là hai ví dụ về cách thông tin ẩn bên trong ảnh kỹ thuật số có thể tiết lộ nhiều hơn những gì mà các nhiếp ảnh gia và đối tượng của họ dự đoán. Và những bức ảnh của chính bạn có thể chia sẻ nhiều thông tin chi tiết hơn với thế giới, mà thậm chí chính bạn cũng không thể nhận ra.

Khi bạn chụp ảnh, điện thoại thông minh hoặc máy ảnh kỹ thuật số sẽ lưu trữ “siêu dữ liệu” trong tệp hình ảnh. Điều này là tự động và chúng được in dấu rất sâu bên trong mọi bức ảnh bạn chụp. Đó là các dữ liệu cung cấp thông tin nhận dạng như thời gian và địa điểm chụp ảnh, cũng như loại máy ảnh được sử dụng.

Tất nhiên, mọi người có thể xóa các “siêu dữ liệu” này bằng cách sử dụng các công cụ miễn phí và có sẵn như ExifTool. Nhưng nhiều người thậm chí không nhận ra sự tồn tại của các dữ liệu ở đó, chứ đừng nói đến việc nó có thể được sử dụng như thế nào, vì vậy họ không bận tâm đến việc đó trước khi đăng các hình ảnh lên mạng. Một số nền tảng truyền thông xã hội tích hợp việc loại bỏ các thông tin trong ảnh như vị trí địa lý (mặc dù chỉ ở chế độ xem công khai), nhưng nhiều trang web khác thì không.

Sự thiếu ý thức này đã được chứng minh là hữu ích cho các điều tra viên của cảnh sát, giúp họ tìm ra dấu vết của những tên tội phạm. Nhưng, nó cũng đặt ra một vấn đề về quyền riêng tư cho những công dân tuân thủ pháp luật, trong trường hợp các nhà chức trách có thể theo dõi hoạt động của họ thông qua hình ảnh trên máy ảnh và mạng xã hội của họ. Và thật không may, những tên tội phạm hiểu biết có thể sử dụng các thủ đoạn tương tự như cảnh sát, trong trường hợp chúng muốn phát hiện ra vị trí và thời điểm chụp ảnh, từ đó có thể rình rập để trộm cắp hoặc tấn công nạn nhân.

Nhưng, siêu dữ liệu không phải là thứ duy nhất bị ẩn trong ảnh của bạn.

Ngoài các thông tin trên, còn có một số nhận dạng cá nhân duy nhất cho phép liên kết mọi hình ảnh bạn chụp với máy ảnh cụ thể được sử dụng, và đó là một số thông tin nhận dạng mà có thể bạn sẽ không bao giờ ngờ tới. Ngay cả những nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp cũng có thể không nhận ra hoặc không nhớ rằng nó tồn tại ở đó.

Để hiểu mã định danh này là gì, trước tiên bạn phải hiểu cách chụp ảnh. Trung tâm của mọi máy ảnh kỹ thuật số, kể cả những hệ thống bên trong điện thoại thông minh, chính là cảm biến hình ảnh của nó. Nó bao gồm một mạng lưới hàng triệu điểm nhạy sáng gọi là “photosite”, là những hốc hấp thụ các photon (ánh sáng). Do một hiện tượng được gọi là hiệu ứng quang điện, sự hấp thụ của các photon làm cho một photon phóng ra các electron giống như một quả bóng nhấp nháy trong các hộp đêm.

Điện tích của các electron phát ra từ một quang điện tử được đo và chuyển đổi thành một giá trị kỹ thuật số. Điều này dẫn đến một giá trị duy nhất cho mỗi photosite, giá trị này mô tả lượng ánh sáng được phát hiện. Và đây là cách một bức ảnh được hình thành. Hay nói một cách đơn giản, đó là một bức vẽ với ánh sáng.

Tuy nhiên, do sự không hoàn hảo trong quy trình sản xuất cảm biến hình ảnh, kích thước của mỗi photosite có sự khác biệt đôi chút. Và khi kết hợp với tính không đồng nhất vốn có của vật liệu silicon, khả năng chuyển đổi photon thành electron của mỗi photon sẽ khác nhau. Điều này dẫn đến một số photosite nhạy cảm với ánh sáng hơn mức bình thường, và điều này không phụ thuộc vào những gì được chụp.

Vì vậy, ngay cả khi bạn sử dụng hai máy ảnh cùng loại và cùng kiểu máy để chụp một bề mặt được chiếu sáng đồng nhất – nơi mọi điểm trên bề mặt có cùng độ sáng – sẽ có những khác biệt nhỏ dành riêng cho mỗi máy ảnh.

Trong cộng đồng “pháp y hình ảnh kỹ thuật số”, dấu vân tay cảm biến này được gọi là “tính không đồng nhất của phản hồi ảnh”. Giáo sư Jessica Fridrich thuộc Đại học Binghamton, Mỹ cho biết “rất khó để loại bỏ nó ngay cả khi người ta cố gắng”. Bà giải thích rằng nó vốn có trong cảm biến, trái ngược với những thứ như “siêu dữ liệu” có thể được “triển khai có chủ đích”.

Và mặt trái của các dấu vân tay kỹ thuật số không đồng nhất này là nó có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định các hình ảnh giả mạo.

Về nguyên tắc, các bức ảnh tạo thành một tài liệu tham khảo phong phú về thế giới vật chất, vì chúng miêu tả những gì “đang có”. Tuy nhiên, trong bối cảnh sai lệch thông tin đang rất phổ biến hiện nay – và có dấu hiện thêm trầm trọng bởi sự sẵn có của các phần mềm chỉnh sửa hình ảnh – việc biết được nguồn gốc, tính toàn vẹn và bản chất của hình ảnh kỹ thuật số ngày càng trở nên quan trọng.

Giáo sư Fridrich đã được cấp bằng sáng chế cho kỹ thuật lấy dấu vân tay trên ảnh, và nó đã được chính thức chấp thuận sử dụng làm bằng chứng pháp y trong các phiên tòa ở Mỹ. Nó có nghĩa là các nhà điều tra có thể xác định các khu vực bị thao túng, liên kết nó với một thiết bị camera cụ thể hoặc thiết lập lịch sử xử lý ảnh của nó.

Fridrich tin rằng công nghệ này cũng có thể được sử dụng để tiết lộ các hình ảnh tổng hợp do AI tạo ra, còn được gọi là “deepfake”.

Bắt đầu trở nên nổi tiếng vào năm 2018, do việc sử dụng chúng trong các video khiêu dâm, deepfake là một mối đe dọa hữu hình đối với hệ sinh thái thông tin. Nếu chúng ta không thể phân biệt được đâu là thật và đâu là giả, thì tất cả các phương tiện được sử dụng đều có thể bị nghi ngờ một cách hợp lý. Nhưng các nghiên cứu về vân tay kỹ thuật số trên ảnh có thể chứng thực chúng, bởi đặc điểm phân biệt của “deepfake” là tính chất quang học của nó.

Tuy nhiên Hany Farid, giáo sư về kỹ thuật điện và khoa học máy tính tại Đại học California, Berkeley, đồng thời là người sáng lập ra lĩnh vực pháp y cho hình ảnh kỹ thuật số, cho biết các phương pháp lấy dấu vân tay có thể “có những công dụng tích cực và tiêu cực” .

Ví dụ, Farid đã sử dụng kỹ thuật không đồng nhất để liên kết ảnh với máy ảnh cụ thể trong các vụ lạm dụng tình dục trẻ em – một lợi ích rõ ràng – thì ông cũng cảnh báo rằng “với bất kỳ công nghệ nhận dạng nào, cần cẩn thận để đảm bảo rằng nó không bị lạm dụng”.

Điều này đặc biệt phù hợp với các cá nhân như nhà hoạt động nhân quyền, phóng viên ảnh và người tố cáo, những người mà sự an toàn của họ có thể phụ thuộc vào sự ẩn danh. Theo Farid, những cá nhân như vậy có thể bị “nhắm mục tiêu bằng cách liên kết một hình ảnh với thiết bị của họ, hoặc các hình ảnh trực tuyến đã đăng trước đó”.

Khi xem xét các vấn đề về quyền riêng tư này, chúng ta có thể đưa ra những điểm tương đồng với một công nghệ khác.

Ví dụ, nhiều máy in màu có thể thêm vào các dấu chấm để theo dõi bí mật vào tài liệu. Các chấm này hầu như không thể nhìn thấy, sẽ tiết lộ số sê-ri của máy in, cũng như ngày và giờ một tài liệu được in. Vào năm 2017, những dấu chấm dạng này có thể đã được FBI sử dụng để xác định “người chiến thắng” trong một tài liệu của Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ bị rò rỉ, qua đó được sử dụng để cáo buộc Nga đã can thiệp vào cuộc bầu cử Tổng thống Mỹ năm 2016.

Và bất kể ý kiến ​​của mọi người việc tố giác như thế nào, những kỹ thuật giám sát này có thể ảnh hưởng đến tất cả chúng ta. Ủy ban châu Âu đã bày tỏ lo ngại, cho rằng các cơ chế như vậy có thể làm xói mòn “quyền riêng tư và cuộc sống riêng tư” của một cá nhân.

Bất chấp khuynh hướng tự tiết lộ thông tin của chúng ta trên internet, vấn đề bảo vệ quyền riêng tư luôn cần được ưu tiên. Về nguyên tắc, mọi người có thể quyết định mức độ thông tin về bản thân được truyền đạt ra bên ngoài. Nhưng theo những gì chúng ta biết hiện nay về kỹ thuật pháp y hình ảnh, việc tự quyết định như vậy có thể chỉ là một “ảo tưởng” của bản thân về quyền kiểm soát.

“Siêu dữ liệu” có thể làm sạch, nhưng tính không đồng nhất của cảm biến khó xử lý hơn nhiều. Về mặt kỹ thuật, người dùng có thể ngăn chặn nó, ví dụ bằng cách giảm độ phân giải hình ảnh, theo giáo sư Farid. Nhưng, hiệu quả giảm được là bao nhiêu? Tất nhiên, điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại thiết bị được sử dụng để chụp ảnh, cũng như thuật toán so sánh dấu vân tay được sử dụng. Nhưng rõ ràng, không có một giải pháp hoàn hảo nào có thể loại bỏ tất cả dấu vết.

Vì vậy, chúng ta có nên lo lắng về nó ở quan điểm đạo đức hay không?

Khi được hỏi, giáo sư Fridrich đã thẳng thắn bày tỏ quan điểm rằng: “Một người thợ mộc có thể làm nên điều kỳ diệu với một cái búa, nhưng một cái búa cũng có thể giết người”.

Mặc dù không ai nói rằng dữ liệu ẩn bên trong ảnh của bạn có thể gây nguy hiểm chết người, nhưng theo quan điểm của vị giáo sư này thì đây sẽ là một kỹ thuật có thể gây hại trong tay những kẻ xấu.

Và bạn không cần phải là Donald Trump hoặc John McAfee để bị ảnh hưởng bởi các dấu vết này. Vì vậy, lần tới khi chụp lại thứ gì bằng smartphone hay máy ảnh của mình, hãy dừng một chút để suy nghĩ về thứ được ghi lại, thay vì những gì bạn nhìn thấy qua ống kính.