研究者发布首个可验证 Apple Reference Image 签名图片的公开工具

参考图像

随着全新 iPhone 18 Pro 系列的推出，Apple 建立了一项用于验证 iPhone 拍摄图像真实性的新标准，称为 Apple Reference Image。该系统利用 iPhone 相机传感器内部的可信硬件，结合 Apple 更广泛的 Private Compute Cloud 生态，对图像进行密码学认证，将其确认为真实照片。尽管该功能已在 iOS 27 中部署并在 Apple 安全研究博客上公布，但 Apple 并未提供任何在 iOS 照片 App 之外验证这些图像的方法。今天，我们推出首个公开可用的工具，用于检查和验证使用 Apple Reference Image 签名的图像，同时对协议的技术细节进行深入剖析。

AI 生成的图像和视频正变得越来越难以与真实照片和录像区分开来。因此，图像在视觉上的逼真程度已不再是判断其是否描绘了真实事件的可靠指标。其后果在日常生活中已经显现：被篡改的图像在社交媒体上传播虚假信息，纽约的 AI 美化房源在房屋状况方面误导潜在租户，AI 编辑的产品照片可能掩盖在 Vinted 等平台上出售的二手衣物的瑕疵。这个问题不仅限于在线市场。OpenAI 和 Meta 的专家最近警告美国司法机构，日益精密的深度伪造可能使法庭上区分真实音视频证据与伪造材料变得极其困难。随着传统的篡改检测方法变得越来越不可靠，我们需要一种能够确立图像真实性的方法，而不仅仅是评估它看起来是否真实。

解决这一问题的一种方法是在图像与其拍摄相机之间建立密码学关联。C2PA 标准已经提供了一种将签名的来源信息附加到图像上的方式，包括后续编辑的记录。然而，Apple 认为现有的实现还不够深入：当图像仅在相机软件处理之后才被签名时，被攻破的设备可能已经篡改了其内容。因此，Apple Reference Image 在相机传感器内部对像素数据进行签名，然后利用 Apple 的 Private Cloud Compute 基础设施将这一签名捕获转化为可验证的照片。这是一个有趣的安全设计，但目前尚不清楚它是否需要一个独立的、Apple 专有的格式：C2PA 本身并不规定签名必须在何处进行，也可以容纳硬件支持的捕获。目前，Apple Reference Image 在欧盟不可用，且没有具体的公开解释。

下面，我们将通过一个交互式示例来介绍 Apple Reference Image 协议及其验证方法。如果你有来自 iPhone 18 Pro 系列手机的图像，可以上传它（从技术上讲，一切都在浏览器本地处理）并用于本说明，否则我们提供了一张示例图像。

C2PA 与 Apple Reference Image 方案的一个关键区别在于，后者实际上并不认证用户在图像渲染时通常看到的那张图像。相反，它将第二张独立的参考图像作为特殊元数据嵌入到图像文件容器中。任何密码学保证仅针对这张参考图像，而它只能通过特殊的查看器（例如 iOS 27 及更新版本的照片 App，或我们的验证工具）访问。值得注意的是，即使在全新的 iPhone 照片中，用户可见的图像和参考图像也并不完全相同，后者缺少应用于用户可见图像的一些对比度/饱和度等调整。

本文的剩余部分将详细介绍该协议以及验证器检查的内容。

生成 Apple Reference Image 的过程始于用户在相机 App 中选择“Reference Image Mode”，此时相机传感器会启动进入参考捕获模式，直接对捕获的像素和相机元数据签名。手机的 Secure Enclave Processor 随后添加操作系统级元数据，如时间戳。结果是签名的数字底片，高级用户可以直接导出。标准流程涉及第二阶段，底片被上传到 Apple 的 Private Cloud Compute（PCC）环境。PCC 验证签名，将底片显影为较低分辨率（12MP，原始为 24MP）的 JPEG，并使用复合后量子签名对其进行签名。这一过程使 Apple 能够将密码学签名与设备特定密钥解耦，同时检查图像是否存在潜在篡改（计算置信度分数并附加到参考图像），并记录图像的唯一照片 GUID。该 GUID 后续可供 Apple 在怀疑特定传感器被攻破时用于撤销。“显影”后的 JPEG 由 PCC 创建，然后与手机上的用户可见图像合并并嵌入容器中，容器可以是 HEIC 或 JPEG 文件。在 iOS 27 的照片应用中打开 Apple Reference Image 照片时，默认仅显示用户可见图像，但一个小标签允许用户切换到参考图像。

根据图像是导出为 HEIC 文件还是 JPEG 导出，容器的具体构成会略有不同。签名的参考图像始终是 JPEG，但在 HEIC 文件中，它作为类型为 uri 的独立项存储，标识为 tag:apple.com,2025:photo:metadata:provenance:processedimage，而在 JPEG 导出中，它被拆分到 39 个 APP3 段中，每段带有 4 字节的序列头。图像中 Apple 的 MakerNote 字段（EXIF 标签 0x0063，值为 8）中的一个标志将图像标记为已显影的 Reference Image。

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）