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随着多媒体技术和网络技术的发展,多媒体信息的机密性和真实性越来越受到人们的重视。但是在对数据进行保护的时候往往却忽略了多媒体数据本身的特点,如文件格式、码流结构、存储限制等,以致对数据的压缩、传输、存储、以及一些码流域信号处理操作等多媒体应用的正常功能产生影响。为此,采用透明加密和认证机制的多媒体数据安全机制越来越引起人们研究的兴趣,以期望在保证多媒体数据安全的同时,尽量避免破坏原始多媒体数据在编解码、存储、传输、文件管理和信号处理过程中的可用性。本文根据现有成熟图像及视频压缩标准大多基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)和可变长编码(Variable-length Codes,VLC)的现状,主要针对这一类编解码标准的典型-静态数字图像压缩标准JPEG的透明安全性进行研究。本文的主要工作如下:1)对多媒体数据的透明安全机制进行了定义和应用需求分析。2)对JPEG图像加密、认证算法进行了分类及特点分析。根据JPEG编码的特点提出了简单可行的密钥管理手段。3)对JPEG的固定长度编码(Fixed-Length Codes, FLC)的流加密和索引映射加密进行了深入研究。这类加密算法实现简单并很好的保持了编码格式及存储要求透明的安全特性,但难以抵抗内容泄漏攻击,因此多用在实时性要求高、安全性要求适中的场合。4)提出了两种形式简单、对密钥的敏感和密钥空间大的二维混沌映射图像加密算法。这两个算法可以用在FLC加密之后对DCT块置乱。对DCT块置乱在增强安全性的同时也很好的保持了针对编码格式及存储要求透明的特性。5)提出了基于块置乱的固定置乱算法。该算法解决了VLC码字分布不均匀的问题,改变了块内VLC码字直方图的特性,能够很好的抵抗内容泄漏攻击。6)结合透明加密、密钥管理和现有的无损水印算法提出了一套完整的适合JPEG压缩标准及其它基于块编码和VLC编码的压缩标准的透明安全机制,并对其进行实现及实验分析。