Centro de Documentação da PJ
Monografia

CD334
FERNANDES, Pedro Alexandre Clemente
Benford’s law applied to digital forensic analysis [Recurso eletrónico] / Pedro Alexandre Clemente Fernandes.- Leiria : [s.n.], 2022.- 1 CD-ROM ; 12 cm
Dissertação de mestrado em Cibersegurança e Informática Forense, apresentada à Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Politécnico de Leiria, tendo como orientador Mário João Gonçalves Antunes. Ficheiro de 3,40 MB em formato PDF (116 p.).


INFORMÁTICA FORENSE, TECNOLOGIA, PROCESSAMENTO DE IMAGEM, TESE

A deteção automática de imagens e vídeos digitais manipulados tem desafiado a investigação criminal. Existe uma vasta gama de técnicas e ferramentas de deteção de manipulações em imagens digitais, apoiadas maioritariamente por um conjunto de métodos de aprendizagem computacional, dos quais o deep learning tem obtido os resultados mais promissores. Estas técnicas utilizam algoritmos de análise complexos, requerem enormes recursos computacionais e tornam dispendiosos os processos de análise digital forense. Estes desafios têm proporcionado o aparecimento de investigação inovadora em certos campos e com resultados promissores, nomeadamente no domínio da estatística aplicada, tornando a deteção de imagens e vídeos manipulados mais simples, rápida e barata. Esta dissertação visa descrever os resultados obtidos com a aplicação de uma abordagem não usual, assente em métodos estatísticos, nomeadamente a Lei de Benford e a sua aplicação na deteção de imagens manipuladas, no contexto da análise digital forense. Estudos realizados sobre a aplicação da Lei de Benford noutras áreas destacam a simplicidade, fiabilidade e aplicabilidade do algoritmo, com resultados promissores em vários domínios, tais como a deteção de fraudes nos domínios financeiro e económico. A Lei de Benford é suportada pelo cálculo da probabilidade dos primeiros dígitos, neste caso concreto extraídos das características dos ficheiros multimédia em classificação. O método proposto nesta dissertação para aplicação da lei de Benford recorre a técnicas estatísticas. Em termos gerais, a metodologia para aplicação da lei de Benford é baseada na extração inicial das características das imagens pelo método da Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform), onde se inicia a extração do primeiro dígito das características extraídas das imagens. Após este processo, são calculadas as frequências com que os dígitos aparecem em todas as imagens, efetuando a correlação entre estas frequências e a frequência proposta pela Lei de Benford. Os testes foram realizados num conjunto de 560 imagens classificadas, sendo 280 autênticas e as restantes manipuladas. A aplicação da lei foi comparada com três modelos de correlação distintos, designadamente Pearson, Spearman e Cramér–Von Mises (CVM). Os resultados globais obtidos, aplicando o método proposto nesta dissertação, são promissores, tendo-se obtido um valor de F1 de .....%, com um recall de ..,..% usando o o teste de ajustamento CVM. O coeficiente da correlação de Pearson foi o que mostrou maior homogeneidade em relação aos coeficientes da correlação de Spearman e de Cramer-Von Mises (CVM) na deteção de imagens manipuladas, ..., e autênticas, .... Transversal a todos os coeficientes de correlação, é a existência de muitos falsos positivos, com um máximo de .. no coeficiente da correlação de Cramer-Von Mises (CVM). A utilização do método proposto carece de maior investigação na minimização do número de falsos positivos, de modo a obter maior destaque ao nível da eficácia, comparativamente com os métodos tradicionais baseados na aprendizagem computacional. Evidencia-se o facto de evitar a utilização de uma fase de treino do modelo, para a posterior classificação das imagens. O método baseado na lei de Benford, pode futuramente ser aplicado em conjunto com métodos de machine learning, como forma de melhorar a deteção de imagens digitais manipuladas.