随着云存储和网络通信技术的发展,海量图像数据开始在公网上进行传输,但多媒体数据的真实性和完整性很难得到保证。密文图像可逆数据隐藏兼具图像加密技术以及可逆数据隐藏技术的优点,极大地保护了多媒体数据的隐私安全。对于一些特殊应用情景,如在医疗、法律、军事等场景下,需要将秘密数据以不可察觉的方式隐藏在图像载体中进行传输,并且在接收端能够不分先后无损的恢复出载体图像和秘密数据。因此,需要结合图像加密技术和可逆数据隐藏技术,来实现隐秘通信以及提高传输图像数据的安全性。论文针对现有JPEG密文图像可逆数据隐藏算法嵌入容量低、鲁棒性弱的问题,利用混沌加密、四叉树、二维离散余弦变换（2D-DCT）等技术,对高效、高保真、鲁棒、高容量及安全性等关键技术开展了研究。具体研究工作如下:1.为了改善现有JPEG图像加密算法效率低、鲁棒性差的问题,以及提升加密算法的抗攻击能力和密钥空间,提出了一种基于超混沌、混合哈希和动态DNA的JPEG图像加密算法。该算法利用DNA编解码规则将明文图像转换成DNA矩阵,并通过由MD5和SHA-256组成的混合哈希函数和混沌系统计算得到的加密密钥进行置换;然后利用加密密钥动态控制DNA运算来进行扩散操作;最后通过DNA编解码规则进行解码得到密文图像。实验结果表明,该算法具有很好的安全性和加密效率,密钥空间可达2507,能够有效的抵抗各类攻击。同时,密钥敏感性高,像素相关系数接近0,信息熵接近8,UACI和NPCR值都接近理想值,且对噪声、裁剪、JPEG压缩攻击具有较好的鲁棒性。2.为了解决现有JPEG密文图像可逆数据隐藏方法的嵌入容量低、鲁棒性差以及在噪声或裁剪攻击下恢复图像视觉质量不佳的问题,提出了一种基于二维离散余弦变换（2D-DCT）和四叉树分割的高容量JPEG密文图像可逆数据隐藏算法。该算法利用四叉树分割原理对原始载体图像进行预处理;然后通过由MD5和SHA-256组成的混合哈希函数和混沌系统计算得到的加密密钥进行置换;最后使用霍夫曼编码对嵌入数据进行编码处理得到待嵌入数据,并结合2D-DCT变换与逆变换生成隐秘密文图像。在接收端,接收者可以不分先后无损的进行秘密数据提取与载体图像恢复。实验结果表明,该算法实现了更高的嵌入容量和更强的鲁棒性。当嵌入容量为2.653bpp时,测试图像的平均峰值信噪比达到了41d B以上。