Какая информация содержится в фотографии

Старомодный обычай подписывать фотографии в бумажных альбомах претерпел разительную перемену. В наше время уже не требуется снабжать снимок комментарием самостоятельно — за вас это сделают камера (особенно смартфона или планшета), приложение, в котором вы его обрабатывали, а вдобавок еще и интернет-сервис, на который вы свое фото загрузили.

Такая подпись в своем роде не менее информативна, чем «Новый год у бабушки, 2016». Кроме всяких скучных технических параметров кадра вроде фокусного расстояния и режима вспышки в файл могут записываться модель и серийный номер камеры, дата съемки и, что важно, географические координаты места, в котором сделана фотография. Вдобавок сервис, на который вы загружаете фото, запомнит и ваш IP-адрес.

В общем, не обязательно быть законченным параноиком, чтобы обеспокоиться: ведь по всем этим данным вас довольно несложно выследить и узнать, например, какие еще фотографии сделаны вами, а затем найти среди них, допустим, компрометирующие.

Поиск метаданных в файлах фотографий — одно из звеньев доксинга (англ. «doxing», от «docs»), ставшей уже весьма популярной практики сбора сведений об интересующем человеке в интернет-источниках в тех или иных целях.

Один из главных «коллекционеров» метаданных — блок EXIF, добавляемый к графическим файлам. Стандарт Exchangeable Image File Format разработан Японской ассоциацией электронной и ИТ-индустрии JEITA, его первая версия была опубликована в 1995 году. EXIF предназначен для графических форматов JPEG и TIFF. Файлы других популярных форматов, таких как PNG и GIF, тоже могут содержать подобные метаданные — в частности, по стандарту XMP, разработанному Adobe. Кроме того, производители камер используют собственные форматы метаданных, отчасти дублирующие EXIF.

«Забытые» в файлах с фотографиями метаданные не раз выходили боком авторам или действующим лицам снимков. Один из самых ярких примеров — арест Джона Макафи в Гватемале в 2012 году. Скрываясь от следствия по делу об убийстве его соседа, Макафи дал интервью изданию Vice, проиллюстрированное фотографией. Метаданные этого снимка и «сдали» Джона Макафи: геометка, обнаружившаяся в файле снимка, помогла правоохранителям найти и схватить беглеца.

https://t.co/j4KgXpyE рассекретил местоположение Джона Макафи через метаданные EXIF https://t.co/DV6tS0Ie

— Хабрахабр (@habrahabr) December 4, 2012

Давайте же разберемся, как обращаются с метаданными в файлах изображений современное программное обеспечение для обработки фотографий и различные сетевые сервисы: стирают ли они потенциально опасные метки или оставляют их в файле?

Эксперименты

Для начала поразмыслим, какие вообще возможны сценарии приключений фотографии в Сети и на каких этапах может возникнуть угроза приватности:

1. Вы отправляете фотографии по электронной почте или загружаете в облачное хранилище вроде Google Drive или Dropbox. В этом случае файл остается в неизменном виде, и пользователи, с которыми вы этими файлами поделитесь, при желании все метаданные увидят.
2. Вы загружаете фотографии в соцсети и фотохостинги. В этом случае вероятно выполнение условий, создающих угрозу приватности: а) вы вообще не знаете про метаданные файлов; б) вы тем более не знаете, что ваш сервис их не удаляет.
3. Вы фотографируете старинную вазу или слегка подержанный велосипед и выставляете объявление о продаже на сайте онлайн-барахолки. Дальше все как в пункте 2. 
В одном из интернет-обсуждений метаданных EXIF упомянута история в духе «у меня от этого друг умер». То есть друг, конечно, жив, но, если верить рассказчику, хороший велосипед у друга все же украли — вскоре после размещения в Интернете объявления о его продаже.

Ну что ж, самое время перейти к экспериментам — проверить популярные интернет-сервисы на предмет того, что они делают с EXIF. Для этого мы использовали плагин для браузера Firefox — Exif Viewer 2.00. Плагин показывает метаданные изображений на веб-страницах и локальном компьютере, интегрирован с картографическими сервисами для отображения места съемки и показывает встроенные миниатюры.

Кстати, можете самостоятельно поэкспериментировать с теми сервисами, до которых у нас не добрались руки, — это чрезвычайно просто и довольно увлекательно.

Вот что показала наша инспекция:

• Facebook, Twitter, «ВКонтакте» — метаданные из фотографий удаляют;
• Google+ — не удаляет;
• Instagram — удаляет;
• Flickr, Google Photo, Tumblr — не удаляют;
• eBay, Craigslist — удаляют;
• ЦИАН — не удаляет.

Сервисы из тех, что не удаляют метаданные, имеют, как правило, настройку конфиденциальности, позволяющую отключить их отображение. Но именно отображение: сервис все равно может эти данные сохранить отдельно. И эта тема заслуживает отдельного обсуждения.

Так и запишем

Например, именно так поступает Facebook. Убедиться в этом весьма просто — достаточно воспользоваться штатной функцией загрузки копии своих данных. Пройдя несложную процедуру, вы получаете архив, содержащий помимо прочего загруженные в соцсеть фотографии вместе с аннотацией в виде HTML-файла. В эту аннотацию входят и координаты места съемки, и IP-адрес, с которого фотографии отправлялись.

Список хранимых Facebook пользовательских данных есть в справочной системе соцсети.

Взглянуть на взаимодействие правоохранительных органов и соцсети с непривычной стороны позволяет появившаяся в Сети инструкция, в которой описывается процедура запроса у Facebook данных пользователей. В качестве автора документа, опубликованного на сайте netzpolitik.org, указан сотрудник Департамента шерифа Сакраменто. Это уже вторая версия руководства: обновление потребовалось из-за модификации механизма архивирования пользовательских данных, произведенной Facebook, отмечается в самом документе.

Подробности взаимодействия госорганов и онлайн-сервисов в части персональных данных выходят за рамки этой заметки. Наше же дело — просто предупредить вас о том, что соцсети сохраняют значительно больше данных о фотографиях, чем может показаться, — и в определенных обстоятельствах могут ими поделиться с другими людьми.

За кадром — самое интересное

Кстати, в метаданных хранится не только текстовая информация, но и миниатюра той картинки, в которой они содержатся. И иногда проблемы могут возникать с ними.

Знакомясь с историей EXIF, мы натолкнулись на один примечательный случай. В 2003 году американская телеведущая Кэтрин Шварц (Catherine Schwartz) разместила в блоге свои безобидные, казалось бы, фотографии. Однако в метаданных этих файлов хранились миниатюры оригинальных снимков, показывающие полное изображение до процедуры кадрирования. И да, на двух из них Шварц предстала в обнаженном виде.

Но ведь с тех пор прошло больше десяти лет, разработчики наверняка уже совладали с очевидной угрозой приватности, так ведь? Что ж, невредно будет проверить — просто на всякий случай.

Испытав Adobe Photoshop Express, GIMP, Windows Paint, Microsoft Office Picture Manager, IrfanView и XnView, мы удостоверились: при редактировании изображения миниатюра обновляется.

Еще одним подопытным стал редактор Corel PHOTO-PAINT последней версии X8. Внезапно выяснилось: при сохранении JPG-файла миниатюра не обновляется, показывая хоть и в уменьшенном виде, но исходное изображение!

Есть в PHOTO-PAINT функция подготовки изображения для публикации в Сети (Export For Web). Возможно, хотя бы эта операция подчистит метаданные, подумали мы, — но нет.

В общем, опыт Кэтрин Шварц может быть воспроизведен и в наше время. Для справки: Corel PHOTO-PAINT позиционируется как «передовой фоторедактор» и «профессиональное приложение».

Чтобы исключить возможность ошибки в самом файле, из-за которой редактор не может обновить миниатюру, мы повторили опыт среди прочего на файлах с зеркальной камеры, смартфона и образцовом графическом файле с пингвинами из Windows 7.

Цитата в тему https://bash.im/quote/397770

Рекомендации

Чтобы не «засветить» вместе с фотографиями что-то лишнее, не предназначенное для чужих глаз, предлагаем подборку самоочевидных, в общем-то, советов.

1. Отключайте сохранение местоположения на устройстве (только для камеры или для всех приложений сразу).
2. Удаляйте метаданные из файлов перед публикацией в Сети. Например, это умеет делать бесплатный для личного некоммерческого использования XnView. А вот встроенный в Windows механизм «Удаление свойств и личной информации» (вызывается в окне свойств файла на вкладке «Подробно») на поверку оставляет и миниатюру, и блоки EXIF.
3. Удалять метаданные фотографий перед отправкой в Сеть можно и прямо на мобильном устройстве. Вот, например, приложения для iOS, Android и Windows Phone.
4. В настройках приватности сетевых сервисов запретите им сохранять метаданные фотографий.

Самый хардкор для тех, кому действительно есть что терять: вовсе не отправляйте в Сеть фотографии и данные, которые могут пригодиться вашим недоброжелателям. То есть не публикуйте вообще ничего такого, что в определенных обстоятельствах может быть использовано против вас.

Чтобы описать каждую точку цифрового изображения пиксель — picture element (элемент картинки, дословно) нужно задать несколько чисел. В случае растрового RGB 8 бит представления, каждый пиксель характеризуется тремя компьютерными 8 битными словами для каждого из каналов. В мегапиксельном изображении таких слов 3 миллиона. Поэтому графические файлы в растровом формате так велики. Записать попутно тысячу слов не составит труда и не потребуется никаких дополнительных затрат. Но эти «неграфические» слова — метаданные позволяют:
a) согласовать цвета и яркости воспринимаемые камерой или сканером с яркостью или цветами на дисплее компьютера,
б) знать съемочные настройки камеры для файла-изображения (избавится от бумажных блокнотов и диктофонов, хранящих памятные заметки),
в) подтвердить ваше авторское право,
г) найти нужное изображение в базе данных по ключевому слову или даже географической координате места съемки,
д) автоматически преобразовать файл в требуемый для вывода формат и корректно напечатать изображение в автоматическом режиме (в том числе без компьютера),
и еще много чего.DCF

Design Rule for Camera File System (описание в PDF) — индустриальный стандарт организации данных в устройствах получения, хранения, преобразования и вывода цифровых изображений. Принят в 1998 году JEIDA (Japan Electronics Industry Development Association) для стандартизации процесса переноса данных между различными устройствами. Сейчас JEIDA входит в JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association).

Правилам DCF подчиняется структура файлов на карте памяти цифрового аппарата. В привычном представлении это дерево папок с файлами и отдельными файлами. Изображения, обычно, хранятся во вложенных папках директории DCIM. В других хранятся видео и звуковые файлы, «системные» данные настроек камеры, шаблоны создания HTML галерей. Задания печати DPOF (папка MISC) позволяют принтеру прямой печати самостоятельно найти и выполнить задание печати.

Программное обеспечение, которым комплектуется камера, используя DCF информацию, автоматически копирует снимки с карты памяти на компьютер в базу данных, строит панорамы, открывает приложения для преобразования RAW файлов и выполняет многое другое, на что только хватило фантазии разработчиков.

Стандарт DCF включает так же и описание формата собственно графических файлов JPEG, TIFF, RAW. Графические файлы, в свою очередь, подчиняются правилам организаций и ассоциаций, утвердивших их. Стандарт EXIF входит в спецификацию DCF.

EXIF

www.exif.org.

Для корректной работы различных устройств с мультимедийными файлами (звук, изображения) был принят стандарт универсальных заголовков файлов EXIF. EXIF — Exchangeble image format (версия 1.0 была опубликована в 1995 год). Формат предусматривает хранение в одном файле данных изображения или музыки, их уменьшенных копий (для JPEG рекомендуется 160×120), подраздела текстового описания данных.

Современная версия стандарта — Exif 2.2 (описание в PDF). Она включает так же технологию автоматического управления цветом и обработки изображения в соответствие с сюжетными съемочными настройками для вывода на печать или дисплей (версия 2.0 предполагала кодирование цвета в sRGB пространстве, в версии 2.2 цветовое пространство может быть любым).

Текстовая часть раздела Exif файла состоит из маркеров и тегов, описывающих определенный параметр (идентификатор и соответствующее ему имя параметра) и значение этого параметра (значение в определенном формате представления величины в виде ASCII кода, рационального, десятичного, шестнадцатеричного и т. д. числа). Набор тегов содержит более-менее стандартизованную и обязательную часть и разделы, «отданные» производителям техники и программного обеспечения для их специальных целей. Программное обеспечение, предназначенное для чтения EXIF данных, ставит в соответствие тегам их определения, а значениям — значения. При этом создатели не всегда придерживаются спецификации и потому случаются недоразумения. Так определение информационного поля может быть заменено соответствующим ему общепринятым эквивалентом, а значение не преобразовано в соответствующий формат. Или производитель камеры записывает в поле, соответствующее тегу, информацию в некорректном формате или вообще о другом параметре. Если это узкоспециализированная программа под определенную марку камер, то недоразумений обычно не бывает. Пользователь «обязан своей покупкой» подчиняться описанным в руководстве ПО правилам и, изучив свой аппарат и программу, будет понимать, о чем идет речь. Но если это универсальная программа, то путаница с неправильным наименованием тегов и форматированием, соответствующих им величин, случается не редко. Это неизбежная плата за универсальность. И еще за привычный язык, ведь по правилам EXIF языка, значения параметров всего лишь числа (например, дюйм — «1», см —«2»), а программа переводит их в понятные нам слова (что необязательно, например в виде чисел представлены некоторые параметры в Adobe Photoshop, Info раздел «Advanced EXIF»).

Рассмотрим информационную часть графического файла на примере цифрового снимка и программы чтения EXIF заголовков. Далее в таблице представлены основные теги формата EXIF на примере Canon EOS 300D и приложения ExifRead. В таблице так же приведены некоторые не отображаемые приложением теги, но о них полезно знать. Кроме ExifRead заголовки отображают и другие программы: AdobePhotoshop, ACDSee, IrfanView.

Можно сравнить EXIF данные для JPEG файла, полученные из программы Canon ZOOMBrowserEX и приложения ExifRead (поля тегов, которые в программе ExifRead отображаются как «Unknown» сокращены):

EXIF данные для RAW (Canon EOS 300D) файла, полученные из программы ExifRead и приложения Canon ZOOMBrowserEX:

Примечания.

1. Некоторые поля данных для тегов «Unknown» в таблицах сокращены.

2. Теги «ShutterSpeedValue», «ApertureValue» и некоторые другие (с идентификатором Value) в соответствии со стандартом EXIF записываются не в привычных фотографических величинах, а в APEX представлении. Иногда приложения для просмотра EXIF данных преобразуют APEX формат к привычному виду, иногда нет.

Что представляет собой формат APEX? APEX (The Additive System for Photographic Exposure) удобная форма записи и, главное, выражения соотношений экспозиционных условий. Удобная потому, что оперирует с логарифмическими величинами с основанием 2. В них удвоение экспозиции соответствует увеличению ее на один шаг, то есть на привычную ступень выдержки или диафрагмы. Чтобы подсчитать экспозицию в формате APEX достаточно воспользоваться простой формулой: AV + TV = LV + SV= EV. Где AV и TV соответственно APEX величина диафрагмы и выдержки, LV яркости, SV светочувствительности. При этом в APEX за нулевые значения величины AV = 0 принята диафрагма f/1,0, выдержки TV = 0 — 1 c, яркости LV=0 — 3,4 кандел/м*м, светочувствительности SV = 0 — 3,125 (в ISO).

Чтобы отличать фотографические термины «диафрагма», «выдержка» от величин в APEX принято все величины, выраженные в APEX формате сопровождать словом «величина» — как «Aperture value», а при сокращении добавлять букву «V» — как Av.

Интересно, что сейчас в камерах Canon с режимами приоритета выдержки и диафрагмы Tv и Av ряд значений на органах управления записан в привычных обратных секундах и диафрагменных числах. Объясняется это тем, что на камерах Canon «значки» Tv и Av появились, когда APEX формат был практически важен для вычисления экспозиции и популярен. И в качестве значений этих величин использовались величины APEX. Затем с развитием автоматики и унификации экспонометрических устройств практическая важность формата APEX для фотографа стала минимальной и от него отказались, вернувшись к привычным диафрагменным числам и секундам. А маркировка режимов у Canon осталась прежней (Douglas A. Kerr, P.E.).

Как отображается информация в программе для просмотра съемочных параметров, зависит от разработчика. Формально тегу «Aperture value» соответствует величина в единицах APEX без всяких суффиксов и префиксов. Но, к примеру, в Canon ZOOM Browzer EX тег «Aperture value» отображается в формате диафрагменного числа, но без префикса «f/» (для ясности следовало бы писать именно так, то есть «f/»), а Tv, которое, тем не менее, расшифровывается как «Shutter Speed», как доля секунды без «c», то есть верно, если знать об истории появления значков Av/Tv на Canon. В ACDSee версии 5 «Aperture value» корректно отображается в единицах APEX, а в версии 7 в привычном формате «f/число». Определить, что скрывается за «Aperture value» в вашей программе, можно посмотрев на значение другого тега EXIF «F-number». Если числовые значения совпадают, то «Aperture value» о?