Fragile Watermarking for Image Certification Using Deep Steganographic Embedding

要約

最新のアイデンティティ検証システムは、電子パスポートなどの生体認証文書に埋め込まれた顔の画像にますます依存しています。
グローバルな相互運用性とセキュリティを確保するために、これらの画像は、取得、品質、および形式の要件を指定する国際民間航空機関（ICAO）によって定義された厳格な基準に準拠する必要があります。
ただし、発行されると、これらの画像は、意図しない劣化（たとえば、圧縮、サイズ変更）または悪意のある操作（モーフィングなど）を受け、顔認識システムを欺く可能性があります。
この研究では、ICAOに準拠した顔の画像の信頼性を証明するための積極的なメカニズムとしての深いステガノグラフィ埋め込みに基づいて、脆弱な透かしを探ります。
発行時に公式の写真に隠された画像を埋め込むことにより、あらゆる問題の変更に敏感になる整合性マーカーを確立します。
さまざまな画像操作が回収された隠された画像にどのように影響するかを評価し、劣化アーティファクトが堅牢な法医学的キューとして機能することを示します。
さらに、適用された操作の種類を検出および分類するために、明らかにされたコンテンツを分析する分類フレームワークを提案します。
私たちの実験は、複数の深いステガノグラフィベースのモデルを備えたクロスメソッドシナリオを含む、高い検出精度を示しています。
これらの発見は、生体認証文書の整合性検証のための貴重なツールとしてのステガノグラフィ埋め込みによる脆弱な透かしの実行可能性をサポートしています。

要約(オリジナル)

Modern identity verification systems increasingly rely on facial images embedded in biometric documents such as electronic passports. To ensure global interoperability and security, these images must comply with strict standards defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO), which specify acquisition, quality, and format requirements. However, once issued, these images may undergo unintentional degradations (e.g., compression, resizing) or malicious manipulations (e.g., morphing) and deceive facial recognition systems. In this study, we explore fragile watermarking, based on deep steganographic embedding as a proactive mechanism to certify the authenticity of ICAO-compliant facial images. By embedding a hidden image within the official photo at the time of issuance, we establish an integrity marker that becomes sensitive to any post-issuance modification. We assess how a range of image manipulations affects the recovered hidden image and show that degradation artifacts can serve as robust forensic cues. Furthermore, we propose a classification framework that analyzes the revealed content to detect and categorize the type of manipulation applied. Our experiments demonstrate high detection accuracy, including cross-method scenarios with multiple deep steganography-based models. These findings support the viability of fragile watermarking via steganographic embedding as a valuable tool for biometric document integrity verification.

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