随着计算机多媒体技术、数字技术以及互联网技术的快速发展,社会进入信息化时代,尤其是近年来手机和WIFI的广泛普及,人们可以随时随地通过网络获取音频,视频和图像等资料,极大地方便了人们的生活,随之而来的信息安全问题也日益突出。图像加密技术是信息安全中的一个重要分支,面对大量信息和高速处理的要求,传统的图像加密技术已不能满足,光学信息处理具有光速处理,并行性,更多的自由度(相位,振幅,波长,光的偏振态)等特点,而且光波具有较高的时间频率和相应的短波长,能处理大容量数据,这使得光学加密在图像安全系统中占有非常重要的地位。在数字技术以及电子商务迅速发展的今天,数字水印技术的研究具有重要意义。当今社会,各种数字产品层出不穷,数字作品(如图像、音频、视频和文件等)良莠不齐,数字信息的版权保护问题、信息真实性问题等将日益收到重视,数字水印技术应运而生,它在数字版权保护和数据安全维护方面起到重要作用,引起了信息安全领域、计算机领域和信息处理领域学者的广泛关注。本论文主要工作内容包括以下三个部分。1、在研究光学加密理论的基础上,以图像加密为前提,分析了典型的光学加密系统,设计并给出了图像加密和解密算法,通过MATLAB软件仿真,实现了图像加密和解密的目的。2、研究了数字水印技术。根据数字水印的基本原理,详细分析了数字水印的嵌入和提取过程,为图像数字水印技术的研究打下了基础。3、研究了数字全息水印技术,阐述了傅里叶变换全息图、菲涅耳变换全息图的记录和再现过程,通过计算机仿真实验,实现了数字全息水印的制作,作为水印图像嵌入到宿主图像中,大大提高了水印的信息量。提出了一种基于数字全息的水印嵌入算法,并成功提取出水印。通过对实验结果的分析和理解,证明了该算法的具有良好的安全性和鲁棒性。