遥感影像作为空间信息的重要载体和获取地理信息的主要手段,已经成为国防安全和经济建设中不可缺少的战略资源。随着网络在线服务和多级共享等需求的迅猛发展,遥感影像数据存储、传输和使用过程中的安全需求日益凸显。加密技术和水印技术是目前两个较为成熟的安全技术手段,在遥感影像数据安全传输和版权追溯等方面发挥了重要的作用。加密技术能够保证遥感影像数据的秘密性,防止遥感影像数据在存储和分发过程中的泄露;数字水印技术能够实现遥感影像数据的版权鉴定,保证遥感影像在分发和使用过程中可追溯。然而,单一的加密技术难以实现明文和密文遥感影像数据的版权追溯。同时,单一的水印技术又无法确保数据在传输过程中的保密问题。所以,如何将两种技术相结合,有效突破单一技术的局限性是目前的研究热点。简单地将密码学与数字水印结合存在安全性和实用性不足等问题,因此,需要研究密码学与数字水印有机融合的方法,满足遥感影像数据全方位安全保护需求。交换密码水印作为一种新兴的实现加密与数字水印融合的安全技术,为遥感影像数据的存储和使用安全提供了保障。交换密码水印技术实现了加解密操作和水印操作在操作顺序上的可交换,有效杜绝了加密技术与水印技术直接结合带来的安全性和实用性不足的问题,能够满足遥感影像数据更全方位的安全保护需求。本文从遥感影像数据的共享需求和实际应用场景出发,分析遥感影像数据交换密码水印本质特征和现有交换密码水印算法应用于遥感影像的不足,研究针对遥感影像数据的实用性交换密码水印算法。主要的研究内容及结论如下:(1)阐述了遥感影像数据在共享和应用中所面临的安全需求,分析了遥感影像数据交换密码水印技术的特点和本质特征,总结了实现加密技术和数字水印技术融合的常用方法。在此基础上,研究交换密码水印特征不变量的构造方法,为实现遥感影像数据交换密码水印算法建立了理论基础。(2)从交换密码水印安全性不足的角度出发,提出一种基于同态加密(Homomorphic Encryption)的交换密码水印算法。算法运用Paillier加密系统加法同态特性,在保证密码操作和数字水印操作可交换的前提下,实现了明文域和密文域中水印信息的嵌入和提取。实验表明,该算法保证加密和水印可交换的情况下,兼顾了加密安全性,同时水印操作对几何攻击操作具有强鲁棒性。(3)从加密和水印融合方式单一且实用性不足的角度出发,提出一种基于分块离散小波变换(Discrete Wavelet Transformation,DWT)和奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)分解的交换密码水印算法。奇异值作为图像的一种特征值,具有很好的稳定性,因此将水印嵌入到奇异值中具有强鲁棒性;同时设计了左右奇异矩阵重组的加密方法,该方法不影响奇异值的变化,满足了密码操作与水印的可交换性。实验表明,算法具有很大的密钥空间,并且密钥具有很强的敏感性,满足实际应用安全;水印操作对几何攻击和常见影像操作攻击具有强鲁棒性。