真方谦被识破的过程如下：
首因效应与细节观察
狄公通过首因效应，对表面受尽磨难的方谦产生了初步的信任，但同时他敏锐地注意到方谦的一些异常行为，如赶走仆人和对仆人的大骂，这些细节引起了他的警觉。
不寻常的行为
狄公进一步观察方谦的行为，发现方谦在仆人进屋侍候时从床上帐子里钻出来，并大骂仆人，这种行为似乎有掩盖什么的嫌疑。
身体上的疑点
狄公发现方谦身上有治伤的白药，这进一步加深了他的怀疑。一个受尽磨难的人不太可能有时间治疗自己的伤口，尤其是在被囚禁的情况下。
对话中的不自然
狄公与方谦的对话中，方谦的回答过于流利，好像早有准备，这与一个在密道中关押三年之久的人应有的反应不符。
身份与伤痕的矛盾
狄仁杰最终通过方谦身上的伤痕和衣服上的痕迹，确认方谦的真实身份。方谦身上的伤痕是千牛卫留下的，而千牛卫的伤痕是特殊的，容易被人认出。方谦在幽州被囚禁，不可能由长安的千牛卫拷打，这表明方谦的身份存在重大疑点。
证据的揭露
狄仁杰通过一系列调查和证据，最终揭露了方谦的真实身份。原来方谦是刘金，易了容假扮成方谦，而之前的方谦是假的，是刘金的一个替身。
综上所述，狄仁杰通过细致的观察、对话中的不自然反应、身体上的疑点以及身份与伤痕的矛盾，最终成功识破了真方谦的真实身份。