康奈尔新突破:光中植入水印,深伪视频无处遁形
视频内容被操纵以欺骗观众的便捷性日益增加,这给致力于辨别真实性的事实核查人员带来了巨大挑战。为应对这场日益激烈的数字军备竞赛,康奈尔大学的科学家们推出了一项新颖的防御技术:一款能够将独特的“水印”嵌入光线波动中的软件,从而揭示视频内容何时被篡改。这项创新突破在2025年温哥华SIGGRAPH大会上公布,此前已于6月在知名期刊《ACM Transactions on Graphics》上发表。
“视频过去被视为真相的来源,但现在我们不能再抱有这种假设了。”康奈尔大学的合著者 Abe Davis 评论道,他最初提出了这个想法。他强调了这种深刻的转变,指出:“现在你几乎可以制作出任何你想要的视频。这可能很有趣,但也可能带来问题,因为辨别真伪变得越来越难。”
研究人员表示,那些意图制造欺骗性视频伪造的人拥有一个根本优势:不受限制地获取真实的视频素材,同时可以广泛使用复杂的低成本编辑工具。这些工具通常由人工智能驱动,可以从海量数据集中快速学习,使其伪造品几乎与真实素材无法区分。迄今为止,生成令人信服的伪造品的进展速度,已经超越了旨在打击它们的取证技术的发展。任何有效反措施的关键要素是信息不对称——该技术必须利用操纵者无法获取且无法从公开训练数据中获取的信息。
虽然存在利用信息不对称的数字水印技术,但康奈尔团队观察到,大多数技术在其他关键属性上有所欠缺。例如,许多现有方法需要控制录制摄像头或直接访问原始、未被篡改的视频。此外,像校验和这样的工具虽然能够检测视频文件是否被更改,但无法区分标准视频压缩和恶意干预(例如插入虚拟对象)。
康奈尔团队的最新方法被称为“噪声编码照明”(NCI),它通过巧妙地将水印隐藏在光源的“噪声”中,直接解决了这些缺点。与他们之前依赖视频创作者使用特定摄像头或AI模型的工作不同,NCI提供了更广泛的适用性。这可以通过一小段用于电脑屏幕和某些类型室内照明的软件来实现,或者通过将一个小芯片连接到现成的灯具上。
“每个水印都包含一个低保真、带时间戳的未篡改视频版本,其照明略有不同。我们称之为‘代码视频’。”Davis 解释道。他阐述说,当有人操纵视频时,被更改的片段开始与这些代码视频中存在的内容相矛盾,从而有效地指出更改发生的位置。在有人试图用AI生成完全虚假的视频的情况下,生成的代码视频只会显示为随机变化。至关重要的是,由于水印被设计成模仿噪声,因此在不知道秘密代码的情况下,它仍然极难被检测到。
康奈尔团队对他们的NCI方法进行了严格测试,对抗了一系列全面的操纵类型,包括扭曲剪切、速度和加速度变化、合成以及深度伪造。他们的技术展现出卓越的鲁棒性,证明对诸如低于人类感知的信号水平、主体和摄像头运动、摄像头闪光、人类肤色变化、不同程度的视频压缩以及室内和室外环境等因素都具有弹性。
Davis 承认,即使对手知道这项技术并设法破译了代码,他们的任务仍将复杂得多。“他们不仅要伪造一个视频的光线,还要单独伪造每个代码视频,并且所有这些伪造都必须彼此一致。”他指出。尽管取得了这项进展,Davis 警告说,打击视频操纵是一个“重要的持续性问题”,而且“只会变得越来越难”。