随着科技的进步、社会的发展,数字图像的传播与使用愈加广泛。同时,数字图像的信息安全隐患问题也愈发突出。加密技术可以隐藏图像本身的内容,非授权用户不能解读。信息隐藏技术可以将秘密信息隐藏在公开的图像中,保证安全传输。在实际应用场景中,为了保证图像的隐私安全性,需要在加密的图像中进行信息隐藏。这种直接在密文域进行数据管理具有现实意义和应用前景。对密文图像执行信息隐藏时,图像的拥有者首先将图像加密。数据嵌入者在不知道初始图像内容的前提下,嵌入秘密信息。数据提取和图像恢复由接收者完成。如果数据提取和图像恢复是无错的,这个方案就是可逆的。然而,现有的密文图像可逆信息隐藏方案尚存在几个问题:可逆性不能完全得到保证,即数据提取和图像恢复存在错误;嵌入率低,即嵌入容量不高;需要在图像加密前腾出空间,即不是真正意义上的密文域操作。通过对存在问题的分析,本文从“加密前进行预操作”和“加密后腾出空间”两个方向,研究如何实现完全可逆的密文图像信息隐藏算法。本文的目的是针对常用的数字图像提出拥有可观嵌入容量的完全可逆的密文域信息隐藏方案,实现数字图像的信息安全。本文的工作主要有如下几个方面:(1)通过把图像加密和可逆信息隐藏有效结合,能进一步提高数字图像的安全性。研究前人的密文域可逆信息隐藏的算法,得到启发,提出自己的算法,在保证可逆性的前提下,提高嵌入容量。(2)利用插值技术的特性,在加密前对明文图像用插值技术进行估算。根据估算的结果判断所选定的像素与周围像素的关联性,构造位置地图来记录无关联的像素位置。通过翻转选定的有关联的像素的最高有效位进行信息嵌入。接收者需要先解密再进行提取信息和恢复为初始图像。实验结果证明这个算法可以达到真正的可逆,同时比大部分现有的算法具有更高的嵌入容量。(3)利用加法同态加密的特性,将相邻像素分为一组,对同一组像素用相同的密钥加密。信息嵌入者对加密图像的每组相邻像素计算差值,构成差值直方图后,通过平移操作来实现信息隐藏。同时可以通过多层嵌入的方式达到提升嵌入容量的目的。接收者先提取信息,再解密图像。实验结果表明,此算法可以保证图像隐私安全,有较高的嵌入容量,并且能无错地提取信息和恢复图像。