随着互联网的快速发展,数字信息在开放式网络环境下传输的安全性问题日益严峻。可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding,RDH)技术是一种保护信息安全的有效手段,现已成为当前信息安全领域的研究热点。JPEG图像视觉质量好且压缩比较高,常作为载体图像,首先将秘密信息运用RDH技术嵌入到JPEG载体图像中,然后将含有秘密信息的JPEG图像在网络上传输,实现秘密信息的隐藏和保护。JPEG图像是经过有损压缩的图像,与以空域图像为载体的RDH算法的嵌入容量相比,JPEG图像RDH算法的嵌入容量相对较低。为提高以JPEG图像为载体RDH算法的嵌入容量,从分析JPEG图像的编解码过程入手,本文开展了JPEG图像结构特点和RDH算法主要性能指标的相关研究,提出一种基于添加AC系数编码(AC Code,ACC)的JPEG图像RDH算法,并对其进行改进。本文主要工作如下:(1)为提高以JPEG图像为载体RDH算法的嵌入容量,提出了一种基于添加ACC的JPEG图像RDH算法。该算法首先将JPEG图像进行JPEG文件比特流解析成独立的最小编码单元(Minimum Coding Unit,MCU);然后对MCU按规则进行分类,分为可用MCU和无用MCU;其次是建立秘密信息与ACC的映射关联表;最后,在可用MCU内块结束标记(End of Block,EOB)之前以添加ACC的方式嵌入秘密信息。设计算法验证实验,对算法的嵌入容量等性能评价指标进行分析。实验结果证明,与现有3种同类算法相比,该算法的嵌入容量分别提高了约980%,170%,305%,但在文件大小增长方面,每嵌入1 bit信息时,文件大小增长1.75 bit。(2)为进一步优化基于添加ACC的JPEG图像RDH算法的文件大小增长,提出了一种基于迭代添加ACC的JPEG图像RDH算法。该算法通过建立更优的秘密信息和ACC的映射关联表,来优化文件大小增长;通过迭代添加ACC的方式,来进一步提高嵌入容量;通过对辅助信息进行异或加密,周期置乱映射关联表,置乱隐写MCU内ACC位置,来提高RDH算法的安全性。设计算法验证实验,对优化后的文件大小增长、嵌入容量、RDH的安全性进行分析。实验结果证明,在文件大小增长方面,与优化前算法相比,该算法每嵌入1 bit信息时,文件大小增长1.34 bit,文件大小增长优化了约25%。在嵌入容量方面,与优化前算法相比,在迭代次数为1次情况下,该算法嵌入容量提高了约100%,同时提高了RDH算法的安全性。(3)为验证优化后的基于迭代添加ACC的JPEG图像RDH算法的有效性,本文设计了一个算法功能验证的系统。该系统主要由发送端和接收端两大模块组成,为信息隐藏者和合法接收者模拟了读取图像、设置秘钥、保存图像、信息嵌入、信息提取和图像恢复的过程。系统验证结果表明,该算法进一步提高了嵌入容量,并且秘密信息能被完整提取,原始图像能无损恢复。