随着网络的开放性和计算机能力的提高,越来越多的数字信息在网络上传输、处理,并深入到生活、工作、学习的方方面面。由于数字信息具有易修改和易复制等特点,数字信息在不安全传输过程中可能发生的恶意窃取、篡改等问题也越来越多,所以数字信息的安全性越来越受到关注。现有的图像加密、信息隐藏以及图像认证技术可有效解决一些信息安全问题。数据拥有者对数据加密,隐藏信息内容。信息隐藏者将秘密信息隐藏到载体信息中,实现信息保护、版权保护。信息接收者确定信息的完整性和真实性。对于某些特殊领域,如军事情报、医疗等,还希望实现图像原始内容的恢复,而这方面算法的研究欠佳。压缩感知随着其安全性及重构特性的日渐成熟,越来越多的研究开始基于它进行加密及在密文域进行信息隐藏、图像认证及恢复。本文通过系统研究图像加密、信息隐藏、图像认证技术理论及其发展现状,分别提出了基于压缩感知的密文图像信息隐藏方案和图像认证方案。(1)在现有图像信息隐藏算法和压缩感知理论基础上,提出了一种高质量图像重构的密文域水印方案。方案通过分析图像能量分布特性,将图像分为重要部分和不重要部分。并利用压缩感知技术,对不重要部分进行压缩感知测量,将水印嵌入到测量值中。这样既提高了水印嵌入容量,也增加了信息的安全性。嵌入之前根据图像重要部分的能量分布特性,生成水印定位密钥,方便水印的嵌入和提取的定位,提高了水印的提取正确率。通过压缩感知技术,既实现了图像的同时加密和压缩,又利用其重构特性很好地恢复原始图像。实验结果表明,相比一般的信息隐藏算法,该算法有很强的水印及图像安全性和很高的图像恢复质量,且可以抵抗剪切攻击,减小丢包率,能有效地用于不安全信道传输信息。(2)通过研究现有的图像认证算法和压缩感知重构特性,提出了基于压缩感知的密文图像篡改认证及恢复算法。方案首先将图像进行重要部分和非重要部分划分,采用不同的加密处理。但是因为要实现篡改认证和恢复,所以通过自身内容生成特征水印嵌入到自身图像压缩感知测量值中,这里水印由小波变换低频部分经过压缩感知生成,利用压缩感知的重构特性可以实现篡改验证、篡改恢复。同时通过水印提取特征摘要值作为篡改定位标准。实验结果表明,该算法具有较好的鲁棒性和安全性。除了可以保证充分的加密效果外,还能区分篡改的类型、定位被篡改的图像块,并有效恢复图像的重要信息,很好的弥补了现有技术的不足。