王淏

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，許多方便的計(jì)算機(jī)技術(shù)被運(yùn)用在我的在我們生活中，但在這一背景下也滋生了許多不法網(wǎng)絡(luò)行為，深度造假就是其中之一。深度造假利用機(jī)器學(xué)習(xí)，對(duì)信息源進(jìn)行拆分，替換，能達(dá)到以假亂真的效果。 現(xiàn)階段，大部分民眾是通過自己眼睛，常識(shí)去判斷信息的真實(shí)性，深度造假這一技術(shù)會(huì)讓絕大部分民眾的信息識(shí)別能力大幅下降，沒有辦法準(zhǔn)確識(shí)別信息是否真實(shí)，本文通過對(duì)deepfake進(jìn)行算法解析，并模擬多次fakeapp進(jìn)行數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練，從多次實(shí)驗(yàn)?zāi)M中進(jìn)行歸納總結(jié)，可出結(jié)論;深度造假在對(duì)生命周期進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，只能模擬大體上的生命特征，但無法模擬細(xì)小的生命周期，如眨眼頻率，表情鮮活度。因此可以利用該特點(diǎn)對(duì)深度造假軟件進(jìn)行取證。

關(guān)鍵詞：深度造假;生命周期;deepfake;信息真實(shí)

1 引言

1.1 研究背景

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來越廣泛，人工智能即AI應(yīng)運(yùn)而生，逐漸被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。然而隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，普及，隨之帶來的是一系列安全問題。目前國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)的“深度造假”就是人工智能的一個(gè)體現(xiàn)。該程序是利用給程序進(jìn)行不斷的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)的大量“喂食”讓程序進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)模擬。

1.2 研究現(xiàn)狀

深度造假是利用一個(gè)程序的反復(fù)學(xué)習(xí)，加深學(xué)習(xí)，收集大量的數(shù)據(jù)資料推導(dǎo)出模型，并利用模型進(jìn)行造假活動(dòng)。“深度造假”看上去與真人并無差別但是其本質(zhì)上就是模型模仿的過程。就像美國(guó)紐約大學(xué)法學(xué)兼職教授保羅·巴雷特說，簡(jiǎn)單來講，“深度造假”就是借助深度學(xué)習(xí)手段制作的虛假視頻。深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以從多個(gè)角度研究目標(biāo)人物的照片和視頻，然后模仿其行為和說話模式，從而制造出具有說服力的虛假內(nèi)容。[1]這種“深度造假”的危險(xiǎn)在于，這種技術(shù)可以讓人相信原本并不真實(shí)存在的東西是真實(shí)的。

1.3 研究?jī)?nèi)容

本文從人工智能的本質(zhì)出發(fā)對(duì)其證明，探討了試圖證明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，模擬了深度學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的深度造假運(yùn)行形式，并通過列舉了一系列范例揭示了人工智能取證系統(tǒng)可以針對(duì)哪一點(diǎn)進(jìn)行取證。

2 deepfake實(shí)際運(yùn)行模擬實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)猜想，本文對(duì)深度造假進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，模擬deepfake的運(yùn)行過程，首先我們需要下載CUDA，CuDnn，VS2015等文件，并將其安裝在電腦中 ，接著下載fakeapp，并在其原路徑下壓解CORE文件。

由此將fakeAPP的日志環(huán)境，運(yùn)行條件搭建好，接下來進(jìn)行視頻素材人物解析，

注;本文在實(shí)驗(yàn)中采用了抖音軟件中某知名網(wǎng)紅視頻，以及演藝圈某知名明星視頻作為實(shí)驗(yàn)素材，（本人聲明以下為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果視頻第一時(shí)間刪除，并承諾一切相關(guān)視頻不得用于商業(yè)用途。）接著打開fakeapp的軟件界面;

選中GET DATESET 出現(xiàn)如下界面，將實(shí)驗(yàn)素材放入程序中，這一步的目的是將視頻分割成圖片，然后從圖片中提取臉部。這個(gè)環(huán)節(jié)只需要填寫兩個(gè)地方，一個(gè)是Vidoe視頻路徑，一個(gè)是幀率FPS，默認(rèn)為30。之后開始運(yùn)行;

接著用同樣的方式操作FTM.mp4，最好得出兩個(gè)視頻素材的圖片，面部特征數(shù)據(jù)具體過程和上述過程一致，最后得出如圖; 接下來進(jìn)行第二步，訓(xùn)練模型模型是很重要的一個(gè)數(shù)據(jù)分析，也是一個(gè)極其消耗時(shí)間的東西。訓(xùn)練模型對(duì)電腦配置的要求也是比較高。本文實(shí)驗(yàn)時(shí)不具備高配置實(shí)驗(yàn)環(huán)境，因此用時(shí)3天建立了一個(gè)訓(xùn)練模型，Mode是模型的保存路徑? Data A： 被換的人臉Date B： 拿去換的人臉，

輸入路徑之后，點(diǎn)擊TRAIN開始訓(xùn)練。稍等片刻下面就會(huì)顯示Loss A：xxxx ，LossB：xxxx 。 同時(shí)Model 目錄下除了四個(gè)文件。同時(shí)還會(huì)跳出一個(gè)有很多臉的預(yù)覽窗口。如圖;

這一個(gè)環(huán)節(jié)是非常耗時(shí)間的，一般需要幾天時(shí)間，在這期間我們可以關(guān)注上圖紅框內(nèi)的數(shù)值，當(dāng)兩者的數(shù)值差在0.01到0.02之間時(shí)，人臉預(yù)覽圖越來越清晰，第二列第三列和第一列一樣清晰，這時(shí)候這個(gè)訓(xùn)練過程基本上就已經(jīng)結(jié)束了，接下來我們就可以開始第三步的準(zhǔn)備工作，首先將訓(xùn)練模型整理好，檢查文件路徑，即可開始第三步，生成視頻。生成視頻的過程分為幾個(gè)步驟。首先，輸入Model 路徑。Video路徑 頻率（30）然后，點(diǎn)擊Create。然后程序自動(dòng)開始，處理過程可分成4個(gè)階段。生成圖片、截取臉部、合成圖片、合成視頻。如圖所示;

以上為其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，本次實(shí)驗(yàn)選取時(shí)間，空間為環(huán)境變量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)?zāi)M，通過6次實(shí)驗(yàn)?zāi)M，得出以下圖表。

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)模型訓(xùn)練的時(shí)間進(jìn)行控制，來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而來得到以上數(shù)據(jù)，通過以上數(shù)據(jù)可以看出模型訓(xùn)練時(shí)間越短誤差值越大，其合成的視頻清晰度，相似度越低。而生命周期特征則是無論訓(xùn)練時(shí)間如何變化，一直在5～6之間來回波動(dòng)，該實(shí)驗(yàn)說明了模型訓(xùn)練的時(shí)間長(zhǎng)短并不影響生命周期特征的變化。這說明了deepfake對(duì)生命周期的模擬是一個(gè)定值，不能精準(zhǔn)模擬，而模型訓(xùn)練的時(shí)間長(zhǎng)短只會(huì)影響其結(jié)果的清晰度與相似度。因此可以得出結(jié)論;人工智能取證系統(tǒng)針對(duì)深度造假的取證方向受生命周期尺度因子變化而變化，即;深度造假在對(duì)生命周期進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，只能模擬大體上的生命特征，如;眨眼，表情等，但無法模擬細(xì)小的生命周期，如眨眼頻率，表情鮮活度。因此可以利用該特點(diǎn)對(duì)深度造假軟件進(jìn)行取證。

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M算法解析，我們發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練模型受到時(shí)間，環(huán)境的影響，其會(huì)使得其清晰度，相似度受到改變。而其生命周期特征是在一個(gè)特定的值來回波動(dòng)。從實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出結(jié)論;人工智能取證系統(tǒng)針對(duì)深度造假的取證方向受生命周期尺度因子變化而變化，即;深度造假在對(duì)生命周期進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，只能模擬大體上的生命特征，如;眨眼，表情等，但無法模擬細(xì)小的生命周期，如眨眼頻率，表情鮮活度。因此可以利用該特點(diǎn)對(duì)深度造假軟件進(jìn)行取證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李鬼變李逵！“深度造假”視頻危害日益加劇，劉霞-《科技日?qǐng)?bào)》-2019.