本文以静态灰度图像为研究对象，主要对信息隐藏置乱技术和空域信息隐藏技术进行了理论研究与实验分析。针对Arnold变换置乱前后图像的灰度直方图不发生任何变化，安全性略显不足这一缺点，本文提出了基于Arnold变换的异或图像置乱算法。该算法首先将图像进行分层Arnold变换，通过置乱每层的像素位置而改变图像的像素值；然后将图像高位平面与低位平面一一互换，交换高位与低位的信息；再通过层层异或方法或者点点异或方法，再次改变图像的像素值，从而加强图像的安全性和置乱效果。实验结果表明，本算法置乱前后图像的灰度直方图发生了明显变化，且具有较好的相邻像素相关性，能够有效地抵御统计分析攻击。同时，为了增强空域信息隐藏的鲁棒性，进一步提高空域信息隐藏的隐藏容量，本文提出了基于MSB和HVS的空域信息隐藏算法。该算法是在基于Arnold变换的异或图像置乱算法的基础上进行的，首先将置乱后的秘密信息与掩饰图像的最高有效位进行匹配替换，以减少需要嵌入秘密信息的容量，形成新的秘密信息；然后根据人类视觉系统的特性，利用图像信息熵和平均灰度将图像划分成四种不同的区域，根据不同区域的不同视觉冗余程度确定嵌入强度，对新生成的秘密信息进行信息隐藏。实验结果表明，本算法具有较好的可行性和视觉效果，且嵌入容量大、鲁棒性较好，能够抵御一定的恶意攻击。