随着网络带宽的不断增加和资费的逐渐下降,越来越多的用户将图像传输到公共云进行存储。如何保护图像在传输和存储时的隐私和安全是云存储需要解决的关键问题之一。图像加密是保护重要图像隐私和安全的一种常用技术。由于JPEG是应用最广泛的图像文件格式之一,因此针对JPEG图像的加密研究受到研究者们的普遍关注。通过对现有JPEG图像加密技术的理论分析和大量实验研究,本文总结归纳出目前各种加密操作存在的问题,主要包括:易遭受轮廓攻击和已知明文攻击;密文图像文件大小大幅度增加;密文图像与JPEG标准兼容性较差;生成密文图像需要进行二次熵编码。本文提出一种基于比特流的JPEG图像加密算法,有效克服了现有文献算法存在的各种缺陷。该算法由4种加密操作组成:相同正负符号的连续量化DC系数编码分组置乱;量化DC系数编码分组迭代交换;相同游程量化AC系数编码全局置乱和不包括量化DC系数编码的MCU全局置乱。此外,为了抵抗已知明文攻击,本文提出一种基于图像内容的自适应加密密钥生成方法。为了论证本文算法的优越性,文中给出了相应的理论分析和大量的对比实验数据。从实验结果可以看出,本文所提出的JPEG图像加密算法在密文图像文件大小、与JPEG标准的兼容性以及理论安全性等方面优于最新研究成果。