DE102021129600A1 - Computer-implemented method and system for transmission and limited manipulation of digitally signed images - Google Patents
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Abstract
Es wird ein computerimplementiertes Verfahren zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder angegeben, aufweisend die folgenden Schritte: Empfangen eines digital signierten Originalbildes A' von einem Aufnahmegerät 10; Übertragen des digital signierten Originalbildes A' an einen Cloudspeicher 20 in einer Cloud 100; Bereitstellen des digital signierten Originalbildes A' an einem Frontend 40 in der Cloud 100 zur Erzeugung eines Weitergabebildes B aus dem digital signierten Originalbild A' mittels Ausführung vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen; digitales Signieren des Weitergabebildes B in der Cloud 100; Bereitstellen des digital signierten Weitergabebildes B' für einen nutzerseitigen Download aus der Cloud 100. Ferner wird ein korrespondierendes System zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder angegeben.A computer-implemented method for the transmission and limited processing of digitally signed images while ensuring the authenticity of the images is specified, having the following steps: receiving a digitally signed original image A' from a recording device 10; Transmission of the digitally signed original image A' to a cloud memory 20 in a cloud 100; Providing the digitally signed original image A' to a front end 40 in the cloud 100 for generating a forwarded image B from the digitally signed original image A' by executing predetermined image processing operations; digitally signing the relay image B in the cloud 100; Providing the digitally signed forwarding image B' for a user-side download from the cloud 100. Furthermore, a corresponding system for the transmission and limited processing of digitally signed images while ensuring the authenticity of the images is specified.
Description
Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder gemäß dem Gegenstand von Anspruch 1, sowie ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium gemäß dem Gegenstand von Anspruch 8 und ein System gemäß dem Gegenstand von Anspruch 9.The invention relates to a computer-implemented method for the transmission and limited processing of digitally signed images while ensuring the authenticity of the images according to the subject matter of claim 1, and a corresponding computer-readable storage medium according to the subject matter of claim 8 and a system according to the subject matter of claim 9.
Solange es die Fotografie gibt, werden Bilder manipuliert. Bereits bei der analogen Fotografie wurde insbesondere innerhalb des Entwicklungs- und Kopier-Prozesses versucht, Veränderungen der Bilder durchzuführen. Mit dem Erscheinen der digitalen Fotografie und den zunehmenden Möglichkeiten der digitalen Bildbearbeitung treten die Fragen der Bildmanipulation zunehmend in den Vordergrund und neuartige Techniken der Künstlichen Intelligenz erhöhen diese Möglichkeiten enorm.As long as photography has existed, images have been manipulated. Even in analog photography, attempts were made to make changes to the images, especially during the development and copying process. With the appearance of digital photography and the increasing possibilities of digital image processing, the questions of image manipulation are increasingly coming to the fore and new techniques of artificial intelligence increase these possibilities enormously.
Solange eine Bildmanipulation aus künstlerischen Gesichtspunkten oder zur Optimierung des Bildes erfolgt, liegt es in der Betrachtung des Fotografen oder der Nutzer des Bildes, ob diese Bildbearbeitung gewünscht oder akzeptiert wird.As long as an image is manipulated from an artistic point of view or to optimize the image, it is up to the photographer or the user of the image to decide whether this image processing is desired or accepted.
Eine völlig andere Situation besteht aber dann, wenn authentische Bilder gefordert werden, bei denen eine Bildbearbeitung nach deren Aufnahme nicht oder nur in eingeschränktem Umfang stattfinden darf. Die Sicherung der Authentizität von Bildern kann beispielsweise in folgenden Bereichen erwünscht bzw. gefordert sein:
- - Bilder für gerichtsfeste Nutzung / Gutachten,
- - Sicherung der Urheberschaft von Bildern für eine Veröffentlichung oder einen Verkauf, oder
- - Bilder für hoheitliche Dokumente.
- - Images for court-proof use / reports,
- - Securing the authorship of images for publication or sale, or
- - Images for official documents.
Als besonders kritische und zu verhindernde Bildmanipulation ist das Hinzufügen, Extrahieren oder Austauschen von Personen oder Gegenständen auf einem Bild zu betrachten. In diesem Zusammenhang sind in den letzten Jahren sogenannte Deepfakes aufgekommen, wobei es sich um mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz manipulierte Medieninhalte handelt, die für das menschliche Auge besonders realistisch wirken.The addition, extraction or replacement of people or objects in an image is to be regarded as a particularly critical image manipulation that must be prevented. In this context, so-called deepfakes have emerged in recent years, which are media content manipulated with the help of artificial intelligence that appear particularly realistic to the human eye.
Existierende Lösungen zur Sicherung der Authentizität der Bilder, beispielsweise digitale Wasserzeichen, die Nutzung von Metadaten oder die Verschlüsselung von Bildern, sind in mehreren Hinsichten problematisch. So kann eine reine Verschlüsselung von Bildern keine Bildmanipulation verhindern, da Bildmanipulationen im Allgemeinen selbst am Geheimtext, d.h. an der verschlüsselten Bilddatei, vorgenommen werden können.Existing solutions for ensuring the authenticity of the images, such as digital watermarks, the use of metadata or the encryption of images, are problematic in several respects. Pure encryption of images cannot prevent image manipulation, since image manipulations can generally be carried out on the ciphertext itself, i.e. on the encrypted image file.
Zur Sicherung der Authentizität und Integrität (d.h. Unversehrtheit) von Daten sind aus der Kryptografie digitale Signaturverfahren bekannt. Digitale Signaturverfahren basieren auf dem Konzept der asymmetrischen Verschlüsselung, bei dem jeder Teilnehmer einen öffentlichen Schlüssel (public key) und einen zugehörigen privaten Schlüssel (private key) besitzt. Während der private Schlüssel nur seinem jeweiligen Inhaber bekannt sein darf, wird der öffentliche Schlüssel der Öffentlichkeit bzw. jedem anderen Teilnehmer mitgeteilt. Um ein Dokument digital zu signieren, erstellt der Absender des Dokuments mit Hilfe seines privaten Schlüssels einen dokumentenspezifischen Wert, der als digitale Signatur des Dokuments bezeichnet wird. Das Dokument kann anschließend zusammen mit der digitalen Signatur übermittelt bzw. bereitgestellt werden. Jede Person, die den öffentlichen Schlüssel des Absenders kennt, kann sich nun von der Authentizität und Integrität des Dokuments überzeugen. Hierzu erstellt sie gemäß dem zugrundeliegenden Signaturverfahren aus dem Dokument und dem öffentlichen Schlüssei des Absenders einen Vergleichswert und vergleicht diesen mit der digitalen Signatur. Wurde das Dokument zwischenzeitig manipuliert, stimmt der Vergleichswert nicht mit der Signatur überein.Digital signature methods are known from cryptography to ensure the authenticity and integrity (i.e. integrity) of data. Digital signature methods are based on the concept of asymmetric encryption, in which each participant has a public key and an associated private key. While the private key may only be known to its respective owner, the public key is communicated to the public or to any other participant. To digitally sign a document, the sender of the document uses their private key to create a document-specific value called the document's digital signature. The document can then be transmitted or made available together with the digital signature. Anyone who knows the sender's public key can now verify the authenticity and integrity of the document. To do this, it creates a comparison value from the document and the sender's public key in accordance with the underlying signature process and compares this with the digital signature. If the document has been manipulated in the meantime, the comparison value does not match the signature.
Mit dem Konzept der digitalen Signaturen ist es prinzipiell möglich, eine Manipulation von Bilddaten nach dem Zeitpunkt einer ersten Signatur aufzudecken. Sinnvollerweise müssten die Bilddaten somit direkt nach ihrer Aufnahme digital signiert werden. Oftmals soll die Authentizität von Bildern jedoch nicht einmalig festgestellt werden, sondern über die Dauer eines gewissen Arbeitsprozesses (im Folgenden als Workflow bezeichnet) hinweg sichergestellt werden. Der Workflow beginnt mit der Übertragung eines Bildes aus einem Speicher eines Aufnahmegerätes und endet mit der Bereitstellung des Bildes für den beabsichtigen Nutzer.With the concept of digital signatures, it is in principle possible to uncover manipulation of image data after the time of a first signature. It would therefore make sense for the image data to be digitally signed immediately after it was recorded. However, the authenticity of images is often not to be determined once, but rather to be ensured over the duration of a certain work process (hereinafter referred to as workflow). The workflow begins with the transfer of an image from a capture device's memory and ends with the delivery of the image to the intended user.
Eine besondere Herausforderung entsteht zudem dann, wenn während des Workflows gewisse Bildbearbeitungsoperationen durchgeführt werden müssen. Beispielsweise kann es bei einer Aufnahme für ein Versicherungsgutachten nötig sein, die Helligkeit der Aufnahme in gewissem Maße anzupassen, um Lichtverhältnisse am Ort der Aufnahme nachträglich zu optimieren. Das Austauschen eines Bildbereichs in der Aufnahme soll aber unter allen Umständen vermieden werden, da hierdurch ein relevantes Detail entfernt werden kann. Solche unzulässigen Bildmanipulationen müssen damit von zugelassenen Bildbearbeitungsoperationen unterschieden werden. Zudem entsteht das Problem, das selbst zugelassene Bildmanipulationen die Bilddaten verändern, sodass eine zuvor erstellte digitale Signatur ungültig wird.A special challenge also arises when certain image processing operations have to be carried out during the workflow. For example, when taking a picture for an insurance report, it may be necessary to adjust the brightness of the picture to a certain extent in order to subsequently optimize the lighting conditions at the location where the picture was taken. Replacing an image area in the recording should be avoided under all circumstances, as this can remove a relevant detail. Such impermissible image manipulations must therefore be distinguished from permitted image processing operations. In addition, the problem arises that even permitted image manipulations change the image data, so that a previously created digital signature becomes invalid.
Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes computerimplementiertes Verfahren und ein System zur Übertragung von Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder anzugeben. Insbesondere soll eine verbesserte Möglichkeit zur medienbruchfreien und manipulationsfreien Übermittlung von Bildern angegeben, die dennoch eine eingeschränkte Bearbeitung der Bilder während eines im Rahmen der Übermittlung vorgegebenen Workflows erlaubt.In this respect, the invention is based on the object of specifying an improved computer-implemented method and a system for transmitting images while ensuring the authenticity of the images. In particular, an improved possibility for the transmission of images without media discontinuity and without manipulation is to be specified, which nevertheless allows limited processing of the images during a workflow specified within the framework of the transmission.
Diese Aufgabe wird durch ein computerimplementiertes Verfahren nach Patentanspruch 1, durch ein computerlesbares Speichermedium nach Patentanspruch 8 sowie durch ein System nach Patentanspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by a computer-implemented method according to patent claim 1, by a computer-readable storage medium according to patent claim 8 and by a system according to patent claim 9. Further advantageous developments of embodiments result from the dependent claims.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein computerimplementiertes Verfahren zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder, das die folgenden Schritte aufweist:
- - Empfangen eines digital signierten Originalbildes von einem Aufnahmegerät;
- - Übertragen des digital signierten Originalbildes an einen Cloudspeicher in einer Cloud;
- - Bereitstellen des digital signierten Originalbildes an einem Frontend in der Cloud zur Erzeugung eines Weitergabebildes aus dem digital signierten Originalbild mittels Ausführung vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen;
- - Digitales Signieren des Weitergabebildes in der Cloud;
- - Bereitstellen des digital signierten Weitergabebildes für einen nutzerseitigen Download aus der Cloud.
- - receiving a digitally signed original image from a recording device;
- - transferring the digitally signed original image to cloud storage in a cloud;
- - Providing the digitally signed original image at a front end in the cloud to generate a transfer image from the digitally signed original image by executing predetermined image processing operations;
- - Digitally sign the share image in the cloud;
- - Provision of the digitally signed transfer image for a user-side download from the cloud.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass ein Originalbild, das durch das Verfahren übertragen und bearbeitet werden soll, bereits digital signiert von einem Aufnahmegerät empfangen wird. Damit wird die Authentizität des empfangenen Originalbildes sichergestellt. Bei dem Aufnahmegerät kann es sich beispielsweise um eine Digitalkamera mit einem integrierten oder externen Hardware-Sicherheitsmodul handeln, das eine digitale Signatur des aufgenommenen Bildes vornimmt. Hierzu kann das Hardware-Sicherheitsmodul vom Hersteller mit einem Paar aus privatem und öffentlichem Schlüssel versehen sein. Alternativ kann das Aufnahmegerät mit einem vorgegebenen Schlüsselpaar konfiguriert werden.An essential aspect of the invention is that an original image, which is to be transmitted and processed by the method, is received by a recording device already digitally signed. This ensures the authenticity of the original image received. The recording device can be, for example, a digital camera with an integrated or external hardware security module that digitally signs the recorded image. For this purpose, the manufacturer can provide the hardware security module with a pair of private and public keys. Alternatively, the recording device can be configured with a predefined pair of keys.
Das auf diese Weise digital signierte Originalbild wird anschließend an einen Cloudspeicher in einer Cloud übertragen. Hierbei kann eine Prüfung der digitalen Signatur des Originalbildes erfolgen, um die Authentizität des übertragenen Originalbildes sicherzustellen.The original image digitally signed in this way is then transferred to cloud storage in a cloud. In this case, the digital signature of the original image can be checked in order to ensure the authenticity of the transmitted original image.
Ein wesentlicher Aspekt des Verfahrens liegt nun darin, dass das digital signierte Originalbild an einem Frontend in der Cloud bereitgestellt wird. Das Frontend lässt die Ausführung vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen zu, wobei es sich hierbei um Bildbearbeitungsoperationen handelt, die für das jeweilige Bild freigegeben sind. Durch Ausführung zumindest einiger dieser vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen geht aus dem digital signierten Originalbild ein Weitergabebild hervor.An essential aspect of the process is that the digitally signed original image is made available at a front end in the cloud. The frontend allows the execution of predefined image processing operations, which are image processing operations that are enabled for the respective image. By performing at least some of these predetermined image processing operations, a relay image results from the digitally signed original image.
Die Bildbearbeitungsoperationen sind dabei derart festgelegt, dass sie keine Manipulation des Bildes ermöglichen, die die Authentizität des Bildes nach Durführung der Bearbeitung beeinträchtigen könnten. Dadurch, dass die Bildbearbeitungsoperationen cloudseitig vorgegeben werden können und die Bearbeitung des Originalbildes ausschließlich in der Cloud erfolgt, kann die Authentizität des bearbeiteten Bildes während des gesamten Bearbeitungsprozesses sichergestellt werden. Der Nutzer, der das Frontend zur Bildbearbeitung verwendet, erhält zu keinem Zeitpunkt Zugriff auf die (pixelbasierte) Grundinformation des Originalbildes, sondern eine Bearbeitung des Originalbildes kann nur im Rahmen vorgegebener, vorzugsweise parameterbasierter, Bildbearbeitungsoperationen stattfinden.The image processing operations are defined in such a way that they do not allow any manipulation of the image that could affect the authenticity of the image after the processing has been carried out. Because the image processing operations can be specified on the cloud side and the original image is processed exclusively in the cloud, the authenticity of the processed image can be ensured throughout the entire processing process. The user who uses the frontend for image processing never has access to the (pixel-based) basic information of the original image, but the original image can only be processed within the framework of predetermined, preferably parameter-based, image processing operations.
Da das Weitergabebild durch die vorgenommenen Bildbearbeitungsoperationen andere Bilddaten als das digital signierte Originalbild aufweist, ist die digitale Signatur des Originalbildes in Bezug auf das Weitergabebild ungültig. Das oben beschriebene Verfahren sieht aus diesem Grund das Erstellen einer digitalen Signatur des Weitergabebildes in der Cloud vor.Since the forwarding image has different image data than the digitally signed original image as a result of the image processing operations carried out, the digital signature of the original image is invalid in relation to the forwarding image. For this reason, the method described above provides for the creation of a digital signature of the transfer image in the cloud.
Schließlich wird das digital signierte Weitergabebild für einen nutzerseitigen Download aus der Cloud bereitgestellt. Anhand der digitalen Signatur des Weitergabebildes kann schließlich verifiziert werden, dass das aus der Cloud bereitgestellte Weitergabebild nicht manipuliert wurde.Finally, the digitally signed release image is made available for user download from the cloud. Finally, based on the digital signature of the forwarding image, it can be verified that the forwarding image provided from the cloud has not been manipulated.
Das beschriebene Verfahren stellt somit die Authentizität eines Originalbildes über den gesamten Workflow sicher, wobei die Möglichkeit zu einer eingeschränkten Bildbearbeitung, d.h. im Rahmen der vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen, gegeben ist.The method described thus ensures the authenticity of an original image throughout the entire workflow, with the possibility of limited image processing, i.e. within the framework of the specified image processing operations, being given.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das digital signierte Originalbild keine Bildmanipulationen gegenüber einer korrespondierenden ersten Aufnahme auf, die von dem Aufnahmegerät erstellt wird. Damit wird sichergestellt, dass das Aufnahmegerät zwischen dem Ablegen der ersten Aufnahme in einem Speicher des Aufnahmegeräts und der Signierung dieser Bilddatei keine Bildmanipulationen vornimmt. Mit anderen Worten wird sichergestellt, dass das digital signierte Originalbild selbst authentisch ist.In a preferred embodiment, the digitally signed original image has no image manipulations compared to a corresponding first recording that is created by the recording device. This ensures that the recording device does not carry out any image manipulations between the storage of the first recording in a memory of the recording device and the signing of this image file. In other words, it ensures that the digitally signed original image itself is authentic.
Darüber hinaus sei angemerkt, dass sämtliche Bildmanipulationen während des Workflows, insbesondere eine Bildmanipulation des digital signierten Originalbildes bis zur Bereitstellung an dem Frontend oder eine Bildmanipulation des digital signierten Weitergabebildes nach Download aus der Cloud, die jeweiligen digitalen Signaturen ungültig werden lassen. Somit kann die Authentizität der Bilder über den gesamten Workflow sichergestellt werden.It should also be noted that all image manipulations during the workflow, in particular image manipulation of the digitally signed original image up to provision at the frontend or image manipulation of the digitally signed transfer image after download from the cloud, invalidate the respective digital signatures. In this way, the authenticity of the images can be ensured throughout the entire workflow.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird
- - die Authentizität des öffentlichen Schlüssels, der zur Signatur des digital signierten Originalbildes verwendet wird, durch ein erstes digitales Zertifikat bestätigt; und/oder
- - die Authentizität des öffentlichen Schlüssels, der zur Signatur des digital signierten Weitergabebildes verwendeten wird, durch ein zweites digitales Zertifikat bestätigt.
- - confirms the authenticity of the public key used to sign the digitally signed original image by a first digital certificate; and or
- - the authenticity of the public key used to sign the digitally signed distribution image is confirmed by a second digital certificate.
Bevorzugt sind bzw. ist das erste digitale Zertifikat und/oder das zweite digitale Zertifikat innerhalb einer Public-Key-Infrastruktur ausgestellt.The first digital certificate and/or the second digital certificate are/is preferably issued within a public key infrastructure.
Gemäß dieser Ausführungsform wird eine weitere sinnvolle Grundannahme für die Vertrauenswürdigkeit der ausgestellten digitalen Signaturen sichergestellt, nämlich die Authentizität der öffentlichen Schlüssel. In diesem Zusammenhang kann unter Authentizität eines öffentlichen Schlüssels verstanden werden, dass dieser tatsächlich dem vertrauenswürdigen Absender (z.B. dem Aufnahmegerät oder der Institution, die das erfindungsgemäße System betreibt) zugeordnet ist. Ebenso sollte der zugehörige private Schlüssel nur ebendiesem Absender bekannt sein. Ein solcher Nachweis über die Bindung eines öffentlichen Schlüssels an eine Entität erfolgt in der Praxis über ein digitales Zertifikat. In einer Public-Key-Infrastruktur können derartige digitale Zertifikate durch eine Verkettung von digitalen Zertifikaten effizient und sicher ausgestellt, überprüft und verwaltet werden.According to this embodiment, another reasonable basic assumption for the trustworthiness of the issued digital signatures is ensured, namely the authenticity of the public key. In this context, the authenticity of a public key can be understood to mean that it is actually assigned to the trustworthy sender (e.g. the recording device or the institution that operates the system according to the invention). Likewise, the associated private key should only be known to the same sender. In practice, such proof of the binding of a public key to an entity is provided by a digital certificate. In a public key infrastructure, such digital certificates can be efficiently and securely issued, checked and managed by concatenating digital certificates.
Die vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen können gemäß einer möglichen, bevorzugten Ausführungsform eine Helligkeitsanpassung, eine Kontrastanpassung und/oder ein Auswählen eines Bildausschnitts umfassen. Existieren beispielsweise formale Vorgaben an das Weitergabebild zur weiteren Verwendung (z.B. ausreichende Helligkeit, ausreichender Kontrast und/oder ein vorgegebenes Seitenverhältnis), erlauben diese Bildbearbeitungsoperationen, das Originalbild an diese Vorgaben anzupassen. Gleichzeitig ist es nicht möglich, unerwünschte Bildmanipulationen (z.B. Austausch eines Bildausschnitts) vorzunehmen. Die genannten Bildbearbeitungsoperationen erlauben eine Optimierung des Originalbilds, ohne dessen Informationsgehalt zu beeinflussen. Zudem können die genannten Bildbearbeitungsoperationen durch die Angabe weniger Bearbeitungsparameter bzw. (Bildbearbeitungs-)Instruktionen erfasst werden, so dass die eigentliche Bildbearbeitung innerhalb der gesicherten Cloud erfolgen kann.According to a possible preferred embodiment, the predefined image processing operations can include a brightness adjustment, a contrast adjustment and/or a selection of an image section. If, for example, there are formal specifications for the transfer image for further use (e.g. sufficient brightness, sufficient contrast and/or a specified aspect ratio), these image processing operations allow the original image to be adapted to these specifications. At the same time, it is not possible to perform unwanted image manipulations (e.g. exchanging an image section). The image processing operations mentioned allow the original image to be optimized without influencing its information content. In addition, the image processing operations mentioned can be recorded by specifying fewer processing parameters or (image processing) instructions, so that the actual image processing can take place within the secure cloud.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des digital signierten Originalbildes an dem Frontend in der Cloud die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen einer Originalbildkopie an dem Frontend;
- - Erfassen von Instruktionen zur Bildbearbeitung;
- - Erzeugen des Weitergabebildes durch Ausführen derjenigen Instruktionen, die zu den vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen gehören, an dem digital signierten Originalbild in der Cloud.
- - providing an original image copy to the frontend;
- - Capture instructions for image processing;
- - Generate the relay image by executing those instructions pertaining to the specified image processing operations on the digitally signed original image in the cloud.
Bei dieser Ausführungsform wird das digital signierte Originalbild in Form einer Originalbildkopie an dem Frontend bereitgestellt. Insbesondere muss die Originalbildkopie selbst nicht digital signiert sein und kann eine verringerte Bildauflösung und/oder Bildqualität aufweisen und/oder als Originalbildkopie gekennzeichnet sein. Die Originalbildkopie dient im Frontend als Vorschaubild für die Bildbearbeitung, ohne dass die Bilddaten des digital signierten Originalbildes selbst an das Frontend übertragen werden müssen. Während der Bearbeitung werden Instruktionen erfasst, die der Bildbearbeitung entsprechen, die der Nutzer über das Frontend vornimmt. Schließlich kann das Weitergabebild in der Cloud erzeugt werden, indem diejenigen Instruktionen an dem digital signierten Originalbild ausgeführt werden, die zu den vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen gehören. Somit wird die vom Nutzer über das Frontend eingegebene Bildbearbeitung nicht ungeprüft angewendet, sondern es werden nur solche Instruktionen ausgeführt, die den vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen entsprechen.In this embodiment, the digitally signed original image is provided in the form of an original image copy at the front end. In particular, the original image copy itself does not have to be digitally signed and can have a reduced image resolution and/or image quality and/or be marked as an original image copy. The copy of the original image is used in the frontend as a preview image for image processing, without the image data of the digitally signed original image having to be transferred to the frontend itself. During processing, instructions are recorded that correspond to the image processing that the user carries out via the frontend. Finally, the relayed image can be generated in the cloud by executing those instructions on the digitally signed original image that pertain to the specified image processing operations. This means that the image processing entered by the user via the frontend is not used without being checked, but only those instructions that correspond to the specified image processing operations are carried out.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Bilddaten des digital signierten Originalbildes selbst nicht an das Frontend übertragen werden müssen. This embodiment offers the advantage that the image data of the digitally signed original image itself does not have to be transmitted to the front end.
Stattdessen werden nach Abschluss der Benutzereingabe nur die im Frontend erfassten Instruktionen an die Cloud übertragen, wo das Weitergabebild anhand des digital signierten Originalbildes und der erfassten Instruktionen konstruiert werden kann. Damit kann das Originalbild vor ungewünschten, unautorisierten Bearbeitungen durch externe Nutzer geschützt werden. Es kann damit sichergestellt werden, dass das Originalbild nur vorgegebenen Bildbearbeitungen unterzogen wird, die für die Authentizität des Bildinhalts als unbedenklich eingestuft werden. Darüber hinaus ermöglicht die Vorgehensweise, im Frontend mit einer Originalbildkopie statt dem Originalbild zu arbeiten, eine schnelle und dateneffiziente Verarbeitung, insbesondere, wenn die Originalbildkopie eine verringerte Bildauflösung aufweist. Somit ergeben sich weitere Vorteile insbesondere bei einer langsamen und/oder datenvolumenbegrenzten Internetverbindung.Instead, after the user input is complete, only the instructions recorded in the frontend are transferred to the cloud, where the Wei output image can be constructed from the digitally signed original image and the captured instructions. This allows the original image to be protected from unwanted, unauthorized editing by external users. It can thus be ensured that the original image is only subjected to specified image processing that is classified as harmless for the authenticity of the image content. In addition, the procedure of working with an original image copy instead of the original image in the frontend enables fast and data-efficient processing, especially if the original image copy has a reduced image resolution. This results in further advantages, especially with a slow and/or data volume-limited Internet connection.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein Verfahren ferner die folgenden Schritte auf:
- - Protokollieren der ausgeführten Bildbearbeitungsoperationen zur Erstellung eines Bearbeitungsprotokolls; und
- - Ablegen des Bearbeitungsprotokolls im Cloudspeicher.
- - logging of the executed image processing operations to create a processing log; and
- - Storage of the processing log in cloud storage.
Insbesondere kann das Bearbeitungsprotokoll neben einer Liste der ausgeführten Bildbearbeitungsoperationen und deren Parameter weitere Informationen enthalten, insbesondere Zeitpunkt der Bearbeitung und eine Kennung des ausführenden Benutzers. Durch das Erstellen des Bearbeitungsprotokolls und Ablage desgleichen im Cloudspeicher können relevante Details der vorgenommenen Bildbearbeitung zu einem späteren Zeitpunkt unproblematisch nachvollzogen werden.In particular, in addition to a list of the image processing operations carried out and their parameters, the processing log can contain further information, in particular the time of processing and an identifier of the executing user. By creating the processing log and storing the same in cloud storage, relevant details of the image processing carried out can be easily traced at a later point in time.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass dem digital signierten Originalbild und dem digital signierten Weitergabebild ein gemeinsamer Token zur Identifikation zugeordnet wird. Ein solcher Token kann eine eindeutige Kennung des Originalbilds und des zugeordneten Weitergabebildes umfassen, wodurch insbesondere das Bereitstellen des digital signierten Weitergabebildes für den Download aus der Cloud vereinfacht wird. Auch kann ein solcher Token als Referenz in einem Bearbeitungsprotokoll gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet werden.According to a further embodiment, it can be provided that a common token for identification is assigned to the digitally signed original image and the digitally signed forwarded image. Such a token can include a unique identifier for the original image and the associated forwarding image, which in particular simplifies the provision of the digitally signed forwarding image for download from the cloud. Such a token can also be used as a reference in a processing log according to the embodiment described above.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein computerlesbares Speichermedium gemäß dem Gegenstand von Anspruch 8. Dieses enthält Instruktionen, die mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren wie vorstehend beschrieben zu implementieren, wenn die Instruktionen durch den mindestens einen Prozessor ausgeführt werden.The object of the invention is further achieved by a computer-readable storage medium according to the subject matter of claim 8. This contains instructions which cause at least one processor to implement a method as described above when the instructions are executed by the at least one processor.
Es sei darauf hingewiesen, dass Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das erfindungsgemäße computerlesbare Speichermedium übertragbar sind (und umgekehrt).It should be pointed out that features of the method according to the invention can be transferred to the computer-readable storage medium according to the invention (and vice versa).
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern unter Sicherung der Authentizität der Bilder gemäß dem Gegenstand von Anspruch 9. Vorzugsweise verwendet das System hierzu ein Verfahren wie vorstehend beschrieben. Das System umfasst eine Cloud mit
- - einem Cloudspeicher;
- - einem Zertifikatsserver; und
- - einem Frontend.
- - a cloud storage;
- - a certificate server; and
- - a front end.
Der Cloudspeicher ist dazu ausgebildet, ein Originalbild mit einer ersten digitalen Signatur von einem Aufnahmegerät zu empfangen und dieses, vorzugsweise gemeinsam mit assoziierten Bearbeitungsprotokollen und/oder Tokens, zu speichern. Das Frontend ist dazu ausgebildet, das digital signierte Originalbild zur Erzeugung eines Weitergabebildes aus dem digital signierten Originalbild mittels Ausführung vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen bereitzustellen. Der Zertifikatsserver ist dazu ausgebildet, die erste digitale Signatur zu prüfen und eine zweite digitale Signatur für das Weitergabebild zur Erzeugung eines digital signierten Weitergabebildes zu erstellen.The cloud memory is designed to receive an original image with a first digital signature from a recording device and to store this, preferably together with associated processing protocols and/or tokens. The front end is designed to provide the digitally signed original image for generating a forwarding image from the digitally signed original image by executing specified image processing operations. The certificate server is designed to check the first digital signature and to create a second digital signature for the forwarding image to generate a digitally signed forwarding image.
Somit ist das beschriebene System insgesamt dazu ausgebildet, ein computerimplementiertes Verfahren zur Übertragung und eingeschränkten Bearbeitung von digital signierten Bildern wie vorstehend beschrieben zu implementieren. Es ergeben sich ähnliche Vorteile, wie sie bereits im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.Thus, the system described is designed overall to implement a computer-implemented method for the transmission and limited processing of digitally signed images as described above. Similar advantages result as have already been described in connection with the methods according to the invention.
In einer Ausführungsform des Systems weist die Cloud eine Rechenvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere Schritte eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben durchzuführen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass kritische Verfahrensschritte auf Hardware ausgeführt werden können, die Teil der Cloudumgebung ist. Somit können besondere Anforderungen an Datenschutz und Datensicherheit erfüllt werden, indem die relevanten Verfahrensschritte auf Hardware durchgeführt werden, die unter der Kontrolle des relevanten Anbieters steht.In one embodiment of the system, the cloud has a computing device that is designed to carry out one or more steps of a method as described above. This embodiment has the advantage that critical method steps can be performed on hardware that is part of the cloud environment. In this way, special data protection and data security requirements can be met by carrying out the relevant procedural steps on hardware that is under the control of the relevant provider.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner einen Client, der dazu ausgebildet ist, ein digital signiertes Weitergabebild von der Cloud zu empfangen und eine Signatur des digital signierten Weitergabebildes zu prüfen. Insbesondere kann der Client ein Endgerät eines Benutzers darstellen, dem das Weitergabebild zur bestimmungsgemäßen Verwendung bereitgestellt werden soll.In a further embodiment, the system further comprises a client configured to receive a digitally signed delivery image from the cloud and to verify a signature of the digitally signed delivery image. In particular the client can represent an end device of a user who is to be provided with the transfer image for the intended use.
Zur Prüfung der digitalen Signatur liegt dem Client bevorzugt der öffentliche Schlüssel des Zertifikatsservers vor, sodass die Prüfung clientseitig durchgeführt werden kann. Alternativ kann der Zertifikatsserver dazu ausgebildet sein, ein digital signiertes Weitergabebild vom Client zu empfangen und die digitale Signatur zu prüfen.The public key of the certificate server is preferably available to the client for checking the digital signature, so that the check can be carried out on the client side. Alternatively, the certificate server can be designed to receive a digitally signed forwarding image from the client and to check the digital signature.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Frontend des Systems eine grafische Benutzeroberfläche mit Bedienelementen auf, mittels derer die vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen an dem digital signierten Originalbild oder einer Originalbildkopie vornehmbar sind. Die grafische Benutzeroberfläche ermöglicht dem Benutzer eine bedienungsfreundliche Möglichkeit zur Eingabe einer oder mehrerer vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen. Es sei an dieser Stelle nochmals klargestellt, dass die Bildbearbeitung am Frontend nur das Erfassen von Instruktionen zur Bildbearbeitung umfasst. Die Bildbearbeitung an sich, d.h. die Erzeugung des Weitergabebildes auf Grundlage des digital signierten Originalbildes, wird in der Cloud vorgenommen.In a further embodiment, the front end of the system has a graphical user interface with operating elements, by means of which the specified image processing operations can be carried out on the digitally signed original image or an original image copy. The graphical user interface provides the user with an easy-to-use way of entering one or more predetermined image manipulation operations. At this point it should be clarified again that the image processing at the frontend only includes the recording of instructions for image processing. The image processing itself, i.e. the generation of the transfer image based on the digitally signed original image, is carried out in the cloud.
In einer weiteren Ausführungsform des Systems wird
- - die Authentizität des öffentlichen Schlüssels, der zur ersten Signatur verwendet wird, durch ein erstes digitales Zertifikat bestätigt; und/oder
- - die Authentizität des öffentlichen Schlüssels, der zur zweiten Signatur des digital signierten Weitergabebildes verwendet wird, durch ein zweites digitales Zertifikat bestätigt.
- - the authenticity of the public key, which is used for the first signature, confirmed by a first digital certificate; and or
- - the authenticity of the public key, which is used for the second signature of the digitally signed distribution image, confirmed by a second digital certificate.
Bevorzugt sind bzw. ist das erste digitale Zertifikat und/oder das zweite digitale Zertifikat innerhalb einer Public-Key-Infrastruktur ausgestellt. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie im Zusammenhang mit der entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens beschrieben wurde.The first digital certificate and/or the second digital certificate are/is preferably issued within a public key infrastructure. The same advantages result as were described in connection with the corresponding embodiment of the method.
Es versteht sich von selbst, dass die Merkmale und die damit jeweils erzielbaren Vorteile, die in Bezug auf das computerimplementierte Verfahren beschrieben wurden, auf das erfindungsgemäße System anwendbar bzw. übertragbar sind und umgekehrt. Konkret sind die Komponenten des Systems im Kontext der vorliegenden Beschreibung der Erfindung dazu ausgebildet, die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchzuführen. Ebenso sind die Funktionen der oben beschriebenen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems als Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar.It goes without saying that the features and the advantages that can be achieved with them, which have been described in relation to the computer-implemented method, can be applied or transferred to the system according to the invention and vice versa. Specifically, in the context of the present description of the invention, the components of the system are designed to carry out the method steps according to the invention. The functions of the components of the system according to the invention described above can also be used as method steps of the method according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 ein Frontend des Ausführungsbeispiels nach1 zur Erfassung von Instruktionen zur Bildbearbeitung; -
3 ein Ausführungsbeispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Durchführung eines Verfahrens wie in1-2 dargestellt;
-
1 a schematic representation of a method according to an embodiment of the present invention; -
2 a front end of the embodiment1 for capturing instructions for image processing; -
3 an embodiment of a system according to the present invention for performing a method as in1-2 shown;
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.In the following description, the same reference numbers are used for the same parts and parts that work the same way.
Das Originalbild A' liegt zunächst in einem Speicher des Aufnahmegeräts 10, wobei das Originalbild A' bereits mit einer digitalen Signatur versehen ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Aufnahmegerät 10 um eine Digitalkamera mit integriertem Hardware-Sicherheitsmodul handeln, das eine digitale Signatur der aufgenommenen Bilder direkt nach ihrer Aufnahme vornimmt. Hierzu ist das Aufnahmegerät 10 vom Hersteller mit einem privaten Schlüssel versehen.The original image A' is initially in a memory of the
Das digital signierte Originalbild A' wird an den Cloudspeicher 20 einer Cloud 100 übertragen. Hierbei kann eine Prüfung der digitalen Signatur des Originalbilds A' erfolgen, um Bildmanipulationen nach dem Aufnahmezeitpunkt festzustellen. Ebenfalls können auf diese Weise Übertragungsfehler, die sich während der Übertragung an den Cloudspeicher 20 ereignet haben, festgestellt werden. Zur Prüfung der digitalen Signatur ist auf dem Zertifikatsserver 30, der Teil der Cloud 100 ist, der öffentliche Schlüssel des Aufnahmegeräts 10 hinterlegt.The digitally signed original image A' is transmitted to the
Nach erfolgreicher Prüfung der digitalen Signatur wird dem digital signierten Originalbild A' ein Token zur weiteren Identifikation im Verarbeitungsprozess zugeordnet. Der Token kann jedem Nutzer mitgeteilt werden, der für den Zugriff auf das Bild autorisiert ist.After the digital signature has been checked successfully, a token is assigned to the digitally signed original image A' for further identification in the processing process. The token can be shared with any user authorized to access the image.
In einem nächsten Schritt wird das Originalbild A' an das Frontend 40 der Cloud 100 bereitgestellt. Über das Frontend können Instruktionen 42 für die Bildbearbeitungsoperationen eingegeben werden, die später zumindest teilweise in der Cloud auf das Originalbild A' angewendet werden. Durch Anwendung der vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen unter den erfassten Instruktionen 42 wird in der Cloud 100 das Weitergabebild B erzeugt.In a next step, the original image A′ is made available to the
Zu dem Weitergabebild B wird eine digitale Signatur erstellt, wofür ein privater Schlüssel des Zertifikatsservers 30 verwendet wird. Somit liegt ein digital signiertes Weitergabebild B' im Cloudspeicher 20 vor. Diesem wird der Token des Originalbildes A' zugeordnet.A digital signature is created for the transfer image B, for which purpose a private key of the
Das digital signierte Weitergabebild B' wird anschließend für den nutzerseitigen Download bereitgestellt. Dem Nutzer kann hierzu ein mithilfe des Tokens generierter Link bereitgestellt werden, um den Download aus der Cloud 100 durchzuführen.The digitally signed forwarding image B' is then made available for the user to download. For this purpose, the user can be provided with a link generated using the token in order to carry out the download from the
Ist dem Nutzer der öffentliche Schlüssel des Zertifikatsservers 30 bekannt, so kann der Nutzer die digitale Signatur des Weitergabebildes B' nach dem Download eigenständig verifizieren und sich so von der Authentizität des Bildes überzeugen.If the user knows the public key of the
Das digital signierte Originalbild A', das im Cloudspeicher 20 abgelegt ist, wird hierzu in Form der Originalbildkopie A'' an dem Frontend 40 bereitgestellt. Verglichen mit dem Originalbild A' weist die Originalkopie A" eine verringerte Bildauflösung und damit eine geringere Dateigröße auf.For this purpose, the digitally signed original image A′, which is stored in the
Das Frontend 40 weist eine grafische Benutzeroberfläche mit Schaltflächen 41 auf, mittels derer zumindest die vorgegebenen Bildbearbeitungsoperationen angewählt werden können. In dem in
In dem in
Nach Abschluss der Bildbearbeitung erfolgt zunächst die Erzeugung des Weitergabebildes B im Cloudspeicher 20, indem die Instruktionen 42 nach Zulässigkeitsprüfung auf das Originalbild A' angewendet werden. Anschließend wird eine digitale Signatur zu dem Weitergabebild B erzeugt (wie in Verbindung mit
Zentraler Bestandteil des Systems ist die Cloud 100 mit der Rechenvorrichtung 50, dem Cloudspeicher 20, dem Frontend 40 sowie dem Zertifikatsserver 30. Außerhalb der Cloud 100 befinden sich das Aufnahmegerät 10 sowie der Client 60.The central component of the system is the
Das Aufnahmegerät 10 ist eine Digitalkamera mit integrierten Hardware-Sicherheitsmodul, das eine digitale Signatur eines aufgenommenen Bildes durchführen kann. Hierzu ist das Hardware-Sicherheitsmodul vom Hersteller mit einem Paar aus privatem und öffentlichem Schlüssel versehen.The
Die Rechenvorrichtung 50 ist dazu ausgebildet, die Schritte eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens auszuführen. Insbesondere ist die Rechenvorrichtung 50 dazu eingerichtet, ein digital signiertes Originalbild A' von dem Aufnahmegerät 10 zu empfangen und im Cloudspeicher 20 zu hinterlegen. Zudem ist die Rechenvorrichtung 50 dazu eingerichtet, das digital signierte Originalbild A' dem Frontend 40 bereitzustellen, ein Weitergabebild B mittels Ausführung vorgegebener Bildbearbeitungsoperationen bereitzustellen und dieses durch den Zertifikatsserver 30 digital signieren zu lassen.The
Auf dem Zertifikatsserver 30 ist einerseits der öffentliche Schlüssel des Aufnahmegeräts 10 hinterlegt, damit die digitale Signatur des Originalbildes A' verifiziert werden kann. Darüber hinaus verfügt der Zertifikatsserver 30 über ein eigenes Schlüsselpaar aus privatem und öffentlichem Schlüssel, mit dem das digital signierte Weitergabebild B' signiert wird.On the one hand, the public key of the
Das Frontend 40 dient zur Erfassung von Instruktionen zur eingeschränkten Bildbearbeitung und weist Merkmale auf, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der
Der Client 60 ist dazu ausgebildet, ein digital signiertes Weitergabebild B' aus der Cloud 100 zu empfangen und dessen digitale Signatur zu prüfen. Hierzu liegt ihm der öffentliche Schlüssel des Zertifikatsservers 30 vor.The
Aus Gründen der Einfachheit beziehen sich die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere das Ausführungsbeispiel der
Obwohl sich die vorliegende Patentanmeldung auf die Übertragung und Bearbeitung von Bildern bezieht, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren und das System auf beliebige Medieninhalte, beispielsweise Videos oder Tonaufnahmen, übertragen.Although the present patent application relates to the transmission and processing of images, the method and the system according to the invention can be applied to any media content, for example videos or sound recordings.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile jeweils für sich - auch ohne im jeweiligen Zusammenhang zusätzlich beschriebene Merkmale, selbst wenn diese nicht explizit als optionale Merkmale im jeweiligen Zusammenhang individuell kenntlich gemacht worden sind, z. B. durch Verwendung von: insbesondere, vorzugsweise, beispielsweise, z. B., ggf. , runden Klammern, etc. - und in Kombination oder jeglicher Unterkombination als eigenständige Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung, wie sie insbesondere in der Beschreibungseinleitung sowie den Ansprüchen definiert ist, anzusehen sind. Abweichungen hiervon sind möglich. Konkret sei darauf hingewiesen, dass das Wort insbesondere oder runde Klammern keine im jeweiligen Kontext zwingende Merkmale kennzeichnen.At this point it should be pointed out that all parts described above are individually - even without additional features described in the respective context, even if these have not been explicitly identified as optional features in the respective context, e.g. B. by using: in particular, preferably, for example, e.g. B., if necessary, round brackets, etc. - and in combination or any sub-combination are to be regarded as independent configurations or developments of the invention, as defined in particular in the introduction to the description and the claims. Deviations from this are possible. Specifically, it should be noted that the word in particular or round brackets do not denote any characteristics that are mandatory in the respective context.
BezugszeichenlisteReference List
- A'A'
- (digital signiertes) Originalbild(digitally signed) original image
- A''A''
- Originalbildkopieoriginal image copy
- BB
- Weitergabebildtransfer picture
- B'B'
- (digital signiertes) Weitergabebild(digitally signed) sharing image
- 1010
- Aufnahmegerätrecording device
- 2020
- CloudspeicherCloud storage
- 3030
- Zertifikatsservercertificate server
- 4040
- Frontendfront end
- 4141
- Bedienelementecontrols
- 4242
- Instruktioneninstructions
- 5050
- Rechenvorrichtungcomputing device
- 6060
- Clientclient
- 100100
- Cloudcloud
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021129600.5A DE102021129600A1 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Computer-implemented method and system for transmission and limited manipulation of digitally signed images |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102021129600.5A DE102021129600A1 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Computer-implemented method and system for transmission and limited manipulation of digitally signed images |
Publications (1)
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DE102021129600A1 true DE102021129600A1 (en) | 2023-05-17 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102021129600.5A Pending DE102021129600A1 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Computer-implemented method and system for transmission and limited manipulation of digitally signed images |
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Country | Link |
---|---|
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-
2021
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