由于高端计算基础设施的优势,基于云的多媒体系统吸引了更多的用户。但是,传输多媒体数据到第三方的云服务器管理过程中,引发了一些安全和隐私问题,并影响了图像内容的可信度。因此,图像认证在图像内容安全领域引起了重大的关注。为了解决这个问题,图像哈希算法被应用于基于云的多媒体系统中的安全应用,如图像认证与篡改检测。图像哈希算法是一种单向的内容表达方式,将图像内容的有效特征转换成一串固定长度的序列,且鲁棒性和唯一性是两个基本条件。鲁棒性是指图像哈希应具备对抗数字处理操作能力。而唯一性则要求能够判别出视觉内容不同的图像哈希。此外,在图像内容认证等其他实际应用中,对内容变化敏感,需要密钥控制图像哈希,保证安全性。本文针对数字图像,研究图像哈希算法,以下将本文的主要工作与结果总结如下:首先,针对部分图像哈希算法使用单一的图像分量表示输入图像导致唯一性有待提高的问题,提出了一种能够有效抵抗大部分数字图像处理操作的攻击,并具备良好的分类性能的图像哈希算法。该算法首先利用旋转不变均匀模式LBP_P,R^riu2构造稳定的图像纹理特征矩阵,从而使哈希具有良好的数字图像表示能力;其次对图像纹理特征矩阵使用NMF技术从中提取紧凑特征,提供较短的图像哈希长度;最后,结合LBP_P,R^riu2-NMF与颜色特征进行量化。实验表明,该算法能够鲁棒多类数字处理操作,包括图像缩放与小角度旋转,且在图像哈希的各类重要评价指标均有良好的表现。其次,针对当前图像哈希算法无法鲁棒任意角度旋转且缺乏篡改图像认证的问题,提出一种鲁棒任意角度旋转攻击、具备篡改图像认证能力的图像哈希算法。首先,将图像进行对数极坐标变换;其次,计算图像的Zernike矩,并结合原始哈希估算接收图像的旋转角度θ,利用θ确定局部图像熵的起始位置;接着,结合θ与原始图像大小,使用双线性插值技术对接收图像进行恢复,然后提取恢复图像的Canny边缘轮廓显著点中前Q个采样图像块的局部图像熵,构建结构信息;最后,串联所有特征生成最终的图像哈希。实验结果显示,该算法抵抗任意角度旋转,并在鲁棒性和唯一性具备优异的的分类性能,且优于多种图像哈希算法。目前,图像哈希技术仍然缺乏抵抗图像几何攻击与篡改图像的认证能力。因此,希望本文提出的设计思路和研究成果对图像哈希算法研究有一定的促进作用。