多媒体及网络技术的飞速发展使得多媒体应用越来越广泛。但是人们在享受多媒体技术带来便利的同时也遇到了一些问题，诸如，多媒体数据的任意复制、篡改、非法访问以及传输带宽不足等。随之产生的数字签名和数字水印技术是解决多媒体数据随意复制和篡改的两种有效手段，已得到了广泛的应用；利用传统的加密方法则可以在很大程度上解决数据的非法访问问题；而缓存技术则是一种能够有效降低网络传输带宽的方法。基于上述方法和技术，论文对图像的认证和版权保护、视频传输信息安全及缓存策略作了比较深入的研究工作，提出了相应的改进措施和新算法，主要工作可以归纳为以下四个方面： (1)针对图像的压缩和恶意篡改问题，文中基于数字签名技术，在分析现有算法的基础上，构造了一种新的利用分块图像颜色自相关值及图像阈值的新方案，实现了对图像内容的认证。为了使得图像认证方案能够区分图像的压缩和恶意篡改，文中设计了一种基于最小二乘法原理的新算法来获得图像阈值。经过仿真表明，新的认证方案对图像压缩具有很强的鲁棒性，不但可以判定出图像是否遭受篡改，而且能够对篡改图像区域进行准确定位。 (2)数字水印技术利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，向数字对象中加入不易察觉但可以判定区分的秘密水印信息，从而起到保护数字作品版权的目的。文中基于图像分块DCT变换的特性，提出了在分块DCT变换域进行水印嵌入的新算法。该算法利用两级混沌映射实现了水印的加密和嵌入位置的选取：第一级混沌映射实现了对水印信号的加密；第二级混沌映射实现了水印嵌入位置的随机化。并提出利用图像经过DCT变换后相邻块系数值相近的特征将水印嵌入到了图像的DCT域。实验结果表明，使用新算法嵌入图像的水印具有视觉不可见性，同时对常见的图像处理如压缩以及剪切、噪声和滤波等攻击具有很强的鲁棒性。 (3)针对传输视频信息的安全性，文中以数字电视为应用背景展开了研究。通常节目信息数据的加密是通过对称加密算法或特殊的加扰算法实现，因而高效安全的分发密钥对于数字电视系统至关重要，它会直接影响到传输视频节目安全与否。文中在分析分级密钥的基础上，提出了一种新的四级密钥分配方案，以保证传输视频节目的安全性。在密钥分配方案中，对视频节目提出了进行分组访问控制的策略；并提出了新的计算下级密钥算法和密钥分发算法。与其它相关密钥分配方案相比，新密钥分配方案在保证安全性的同时，大大降低了密钥的传输量，并且在处理用户的加入和退出时也更加灵活和方便。新密钥分配方案不仅适用于数字电视领域，也可以应用到其它视频传输领域，以实现高效安全的密钥分配。 (4)传输分层视频不但可以消除用户间网络接收带宽的差异，而且还能够满足不同用户的观看质量需求。文中对基于代理服务器的分层视频缓存策略进行了研究。对先前的分层视频缓存技术进行了分析和比较得知，先前的缓存技术基本上是基于一个不正确的假设：所有用户都会从头到尾观看节目，实事证明了用户的收看行为是符合双峰分布。基于上述的分析和讨论，文中提出了一种新的分段缓存算法。新算法中分层视频段缓存优先级的计算综合了视频对象间的优先级、视频对象内的优先级以及用户接收带宽的分布等因素。文中对新算法分别进行了不同缓存空间大小、不同数据访问概率、不同分层视频数目以及不同带宽分布情况下的仿真，并与其它的相关算法进行了比较和分析。结果表明新算法在不增加复杂度的情况下有效降低了传输带宽。