苹果首次公开iPhone图像防伪技术，给照片加上“身份证”

智东西
编译 杨京丽
编辑 李水青

智东西9月18日消息，9月10日，在苹果秋季新品发布会上，苹果公司随iPhone 18 Pro系列和iPhone Duo折叠屏，一同推出照片真实性认证功能Apple Reference Image（苹果参考图像）。

该功能可以记录照片的原始信息，判断照片是否由特定iPhone传感器，在某一时间范围内拍摄，以及从原始像素到最终成像的处理过程是否遭到篡改。在AI图像越来越普遍的当下，这项技术对照片防伪和溯源给行业提供了一个参考。

需要注意的是，参考图像目前仅支持iPhone 18 Pro和iPhone 18 Pro Max的主摄，iPhone Duo等设备不能使用。该功能已在海外多数市场上线，但国行版本现阶段无法开启Reference模式，欧盟地区也不支持拍摄参考图像，但可以在搭载iOS 27、iPadOS 27或macOS 27的设备上处理和查看参考图像。

9月15日，苹果公布了参考图像相关技术博客，深度拆解其工作原理，披露其如何从相机传感器、拍摄时间和成像流程等环节，为照片建立可验证的来源凭证。

用户主动开启Reference模式后，相机传感器会对原始像素和相关元数据进行签名，并结合安全时间戳生成一份“安全数字底片”。当用户需要生成参考图像时，Private Cloud Compute（PCC，私有云计算）会验证设备身份和签名，完成图像处理，再为最终生成的JPEG提供可验证凭证。

为防止设备或传感器遭到入侵，苹果还加入了硬件身份绑定、图像置信度检测、后量子签名和撤销机制。同时，这套方案不要求摄影师公开身份，也尽量避免外界通过认证信息追踪照片来自哪一名用户或同一台设备。

围绕如何证明照片“从何而来”，苹果为Apple Reference Image设定了照片来源可信、抗入侵能力和隐私保护三项核心要求。

一、从拍摄到成片：全流程验证照片是否被篡改

苹果认为，对于摄影真实性系统而言，最重要的目标是让用户相信：经过认证的图像所呈现的内容与相机实际拍摄的场景相对应。证明图像真实性的难点在于，如何保护现代计算摄影中复杂的处理步骤。

如果只对原始传感器数据签名，无法证明后续处理没有改变图像；如果等处理完成后再签名，攻击者可能在传感器与设备之间注入伪造像素，或入侵操作系统后修改照片。因此，苹果把Apple Reference Image流程拆成两个阶段：先创建安全数字底片，再将底片冲洗为参考图像。

创建安全数字底片，相机传感器需要以安全启动方式进入专门的参考拍摄模式，该模式要求传感器在采集完成后，立即对像素数据进行密码学签名，并阻止传感器固件修改数据。传感器生成的元数据也会在拍摄时一起签名。

对于少数来自相机传感器之外的元数据，如数码变焦边界、焦距等信息，则由Secure Enclave Processor（SEP，安全隔区处理器）签名，无法修改像素本身。

确认照片的拍摄时间，通常是证明其真实性的重要环节。Apple Reference Image会从苹果的密码学时间戳服务获取拍摄时间的下限和上限，并保证照片是在这两个时间点之间拍摄的。设备平均每15分钟从苹果时间戳服务获取一次Token，拍摄前最近一次获取的时间点构成时间下限。两个时间戳都会与传感器数据一起嵌入并签名。

这样形成的安全数字底片包含像素、传感器元数据和安全时间范围，并受到设备软件入侵保护。

当用户选择创建参考图像时，设备会将数字底片上传到PCC。PCC会验证传感器签名、SEP签名、设备清单和证书链，确认传感器与SEP属于同一台设备；随后执行去马赛克、色调映射和压缩等处理。

PCC的生产版本会记录在只能追加且具有防篡改保护的透明日志中，相关二进制文件可以公开检查。设备只会向能够证明自己运行了日志中指定版本的节点发送数据。由此，苹果试图同时保证数字底片受到硬件保护，图像处理算法也具备可验证的透明性。

二、抗入侵能力：设备身份绑定、后量子签名与撤销机制

这套系统不仅要抵御操作系统入侵和传感器数据注入，还要防范拆除传感器等硬件攻击。

在设备制造阶段，图像传感器在工厂中首次完成初始化时，它会创建一个密码学签名身份，只向工厂提供公钥；SEP也会生成经过独立认证的签名身份，两者会被绑定到设备清单中，可用于验证传感器和SEP是否来自同一台设备。

拍摄时，设备会把这些平台信息加入所生成的数字底片中。当参考图像随后在PCC中被冲洗时，PCC可以验证照片是否来自有效的传感器与设备配对。

苹果还考虑了密码学长期安全问题。参考图像属于公开发布的资产，仅能抵御传统攻击的签名并不足够。因此，参考图像的最终签名，是一种结合RSA-3072与ML-DSA-87的复合后量子签名。苹果称，据其所知，Apple Reference Image是唯一提供量子安全防御的图像来源验证系统。

由于任何安全系统都可能出现未知问题，苹果还创建了撤销系统，它既可以撤销单张照片，也可以撤销某个特定传感器拍摄的全部照片。在冲洗安全数字底片的过程中，PCC会计算置信度分数，判断图像是否具有苹果传感器原始输出应有的物理特征。

在完成签名之前，PCC会把照片GUID、传感器ID和置信度分数发送给配套服务。该服务会记录这些信息，并更新与该传感器相关的累计分数。如果某个传感器的分数过低并被撤销，PCC将不再为该传感器生成的图像签名。

三、隐私保护：证明照片来源，不公开拍摄者身份

一些业界方案要求摄影师或机构使用自己的凭证为照片背书。苹果认为，这会让部分摄影师陷入困难境地，证明照片真实性不应以放弃匿名为代价。

Apple Reference Image不要求摄影师使用公开身份凭证，也避免让外部观察者通过不同照片的凭证，判断它们是否来自同一传感器。参考图像在经过PCC验证后，由苹果签名服务完成最终签名。

苹果称，PCC的架构确保，包括苹果在内的任何人都无法访问正在处理的图像数据。撤销服务只保存照片GUID与传感器之间的私密关联，不接触图像内容，也不公开这些记录。最终撤销检查在设备端通过本地列表完成，设备无需向外部服务透露自己正在查看哪张照片。

时间戳请求通过Oblivious HTTP发送，时间戳服务无法获知请求设备的IP地址。撤销和签名服务则由PCC内部调用，只获得运行所需的最少信息。

四、技术流程：传感器签名叠加参考图像验证

在设备制造阶段，图像传感器生成ECDSA P-256密钥对，私钥保留在传感器内，工厂只获取公钥，并将其证书记录到设备硬件清单中。SEP也会生成一套经过独立认证的签名密钥。随后，苹果对记录两套密钥的设备清单进行签名，将传感器和SEP的身份绑定到同一台iPhone。

用户进入Reference模式后，设备将最近的安全时间戳、设备清单和安全启动清单计算成SHA-256摘要，并嵌入画面元数据。传感器对数字化画面和摘要签名，SEP再对传感器签名及操作系统元数据进行签名。相关像素、签名、时间戳、元数据和设备清单，以DNG格式保存为安全数字底片，并与普通处理照片关联。

冲洗时，PCC验证所有签名和证书链，确认设备身份与时间戳有效，再计算图像置信度分数，完成图像处理并生成JPEG。JPEG被哈希后，哈希值一方面用于最终签名，另一方面用于生成照片GUID。配套服务确认传感器没有被撤销后，签名服务使用混合MLDSA87-RSA-3072-PSS-SHA512方案完成签名，并将签名嵌入JPEG。

安全数字底片成功冲洗后会移入“最近删除”文件夹。用户可以恢复并保存，否则系统会在30天后自动清除。每次显示参考图像时，客户端都会验证JPEG签名，并确认照片GUID不在当前撤销列表中。

结语：图像辨伪开始向拍摄源头延伸

Apple Reference Image把照片的来源证明延伸到传感器、拍摄时间和成像过程，为后续核验保留一份受保护的参考图像。

不过，一套拍摄端的技术机制并不能独立解决所有图像辨伪问题。其实际价值还取决于认证信息能否在编辑、上传和转发过程中得到保留，以及社交平台、媒体机构和查看工具能否广泛支持验证。

来源：Apple Security Research