Budowa nagłówka

TIFF to dziadek wszystkich metadanych w obrazach. Kiedy widzisz dane EXIF w pliku JPEG, tak naprawdę patrzysz na strukturę TIFF osadzoną w środku. Zrozumienie TIFF-a oznacza zrozumienie tego, jak działa większość metadanych w obrazach.

Format zaczyna się od 8-bajtowego nagłówka, który mówi dwie kluczowe rzeczy: jaka jest kolejność bajtów (Intel czy Motorola) i gdzie znaleźć pierwszy IFD. Dalej to już samo podążanie za wskaźnikami.

Struktura pliku TIFF

Header

IFD0

Strip Data

EXIF IFD

GPS IFD

Header

8 B

Kolejność bajtów + liczba magiczna + offset IFD

IFD0

200 B

Główny katalog obrazu

Strip Data

Zmienna długość

Dane pikseli obrazu

EXIF IFD

500 B

Podkatalog EXIF

GPS IFD

100 B

Podkatalog GPS

Nagłówek TIFF

Kolejność bajtów (II = little-endian)

Liczba magiczna (42)

Offset pierwszego IFD

Offset	Hex								ASCII
0000	49492A0008000000	II*.....

Kolejność bajtów

49 49 (II)

Intel:little-endian (najmniej znaczący bajt pierwszy)

4D 4D (MM)

Motorola:big-endian (najbardziej znaczący bajt pierwszy)

Struktura IFD

IFD to skrót od Image File Directory, ale najłatwiej myśleć o nim jak o spisie treści. To płaska lista tagów, z których każdy wskazuje na jakiś fragment danych. Sprytne jest to, że IFD mogą wskazywać na inne IFD, tworząc strukturę drzewa.

Układ IFD

2 bajtyLiczba wpisów (liczba tagów)

12 × N bajtówWpisy tagów (po 12 bajtów każdy)

4 bajtyOffset następnego IFD (0, jeśli go nie ma)

Budowa wpisu tagu (12 bajtów)

ID taguTypLiczbaWartość/offset

2 bajty2 bajty4 bajty4 bajty

Jeśli dane mieszczą się w 4 bajtach, zapisuje się je wprost w polu wartości. W przeciwnym razie pole zawiera offset do danych.

Typy tagów

TIFF jest mocno typowany. Każdy tag określa nie tylko to, co zawiera, ale też jak interpretować bajty. Dlatego bez znajomości systemu typów nie da się poprawnie przeanalizować pliku TIFF.

ID	Nazwa	Rozmiar	Opis
1	BYTE	1	8-bitowa liczba bez znaku
2	ASCII	1	Tekst zakończony bajtem zerowym (8-bitowy)
3	SHORT	2	16-bitowa liczba bez znaku
4	LONG	4	32-bitowa liczba bez znaku
5	RATIONAL	8	Dwa LONG-i: licznik i mianownik
6	SBYTE	1	8-bitowa liczba ze znakiem
7	UNDEFINED	1	Surowe bajty (dane binarne)
8	SSHORT	2	16-bitowa liczba ze znakiem
9	SLONG	4	32-bitowa liczba ze znakiem
10	SRATIONAL	8	Dwa SLONG-i: licznik i mianownik ze znakiem
11	FLOAT	4	32-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa IEEE
12	DOUBLE	8	64-bitowa liczba zmiennoprzecinkowa IEEE
13	IFD	4	Wskaźnik na zagnieżdżony IFD

Zasada zapisu wartości

Jeśli rozmiar × liczba ≤ 4 bajty, wartość zapisuje się wprost w 4-bajtowym polu wartości. W przeciwnym razie pole zawiera offset wskazujący, gdzie w pliku leżą dane.

Obliczanie offsetów IFD

Najtrudniejsze w analizie TIFF-a jest podążanie za łańcuchem offsetów. Wszystko liczy się względem początku pliku i sporo się przy tym skacze. Oto jak wygląda ta arytmetyka:

// Położenie IFD0
IFD0_offset = bytes[4:8] // Z nagłówka TIFF

// Położenie następnego IFD (np. IFD1 z miniaturą)
next_IFD = IFD0_offset + 2 + (entry_count × 12) + 4

// Położenie SubIFD (EXIF, GPS)
subIFD_offset = tag_value // Z tagu wskaźnikowego (0x8769, 0x8825)

Najważniejsze tagi

Tagi danych obrazu (zostają)

0x0100:ImageWidth

0x0101:ImageLength

0x0102:BitsPerSample

0x0103:Compression

0x0111:StripOffsets

0x0117:StripByteCounts

Tagi metadanych (usuwane)

0x010F:Make (producent aparatu)

0x0110:Model (model aparatu)

0x0132:DateTime

0x013B:Artist

0x8298:Copyright

0x9003:DateTimeOriginal

Tagi wskaźnikowe (pod-IFD)

0x8769:ExifIFDPointer

0x8825:GPSInfoIFDPointer

0xA005:InteroperabilityIFDPointer

Pod-IFD

Główny IFD (IFD0) często zawiera „tagi wskaźnikowe”, które odsyłają do podkatalogów. Dzięki temu EXIF, GPS i inne metadane są ułożone w logiczne grupy, a główny IFD pozostaje czytelny.

Pod-IFD EXIF

Zawiera metadane aparatu: ekspozycję, przysłonę, ISO, ogniskową, lampę błyskową, balans bieli i wiele innych.

Pod-IFD GPS

Zawiera dane o lokalizacji: szerokość, długość, wysokość, czas, liczbę satelitów, prędkość i kierunek. Poważne zagrożenie dla prywatności.

Maker Notes

Zamknięte dane producenta aparatu. Format różni się u każdego z nich. Mogą zawierać numery seryjne, wersję firmware i własne ustawienia.

Jak PicScrub przetwarza pliki TIFF

Analiza nagłówka

Ustalenie kolejności bajtów (II/MM) i znalezienie pierwszego IFD

Zbudowanie białej listy tagów

Wskazanie tagów niezbędnych do wyświetlenia obrazu

Odfiltrowanie wpisów IFD

Usunięcie tagów z metadanymi i wyzerowanie wskaźników do pod-IFD

Zapis pliku na nowo

Złożenie pliku TIFF z czystymi IFD i skopiowanymi danymi obrazu

Przeliczanie offsetów

Pliki TIFF opierają się w całości na offsetach. Kiedy metadane znikają, PicScrub musi przeliczyć wszystkie offsety, żeby plik pozostał poprawny.

Format TIFF