随着云计算的不断发展,用户可以轻松快捷地访问存储在云服务器上的大量图像资料。随之而来的就是图像的隐私保护问题,一旦云服务器被攻击,数字图像的内容将直接被窃取,从而导致隐私泄露。因此,研究人员提出了加密图像中的可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding in Encrypted Images,RDHEI)以解决上述问题。在RDHEI方案中,图像提供者对图像进行加密并将其上传到云服务器。云可以利用加密算法的同态特性将秘密信息嵌入到密文图像中。接收者接到含嵌密文后分别用数据隐藏秘钥和解密秘钥进行信息提取和图像恢复。这样可确保云服务器在不了解原始内容的情况下分析或处理隐藏数据,从而保护图像的内容不受泄露。在整个RDHEI过程中,一方面要考虑到加密算法的安全性和适用性,另一方面也要保证嵌入率和图像质量这两个重要标准。基于这两个方面,本文提出了公钥体制下的加密域可逆信息隐藏方案:(1)提出了公钥体制下的高嵌入量的基于SHE(Somewhat Homomorphic Encryption)的加密域可逆信息隐藏研究方案。该方案使用SHE这种同态加密方法对图像进行加密。既可以保证图像有较高的安全性也能降低计算复杂度。为了提高图像的嵌入率和图像质量,我们选择图像中的三个相邻的像素为一组,每组都可以通过中间像素作为参照来计算出两个差值。然后通过差值直方图扩展的方式嵌入秘密信息。同时本方案中图像的恢复和秘密信息的提取是可以分别进行操作的。实验表明,该方案的解密图像质量和嵌入容量优于近些年提出的其他方法。(2)提出了基于二叉树和预测误差扩展的公钥加密域可逆信息隐藏研究方案。该方案使用SHE加密方法不仅可以直接在密文图像中进行算术运算,而且具有较短的密文长度和较低的计算复杂度。并且在该方案中,双二叉树与预测误差扩展相结合用来嵌入数据。双二叉树可以解决传输多个峰值点的问题。另外,对预测误差进行排序的操作可以将秘密信息优先地嵌入到像素值变化较小的像素中,这在某种程度上提高了视觉质量。最后,接收者可以使用数据隐藏密钥在密文域中提取秘密信息,也可以通过使用解密密钥来解密密文图像,并在明文图像中提取数据,然后使用数据隐藏密钥来还原原始图像。实验结果表明,当嵌入量相等时,本文的图像质量优于以前的算法。