随着信息时代的到来,人们对信息安全日益关注,这使得图像安全成为信息安全领域的一个重要研究方向。在智能手机和社交平台普及的当下,分享随手拍摄的照片变得越来越便利,然而平台的开放性和各类图片分析处理工具加大了图片中隐私被泄露的风险,需要利用图像马赛克等图像安全技术实现图像隐私区域的安全保护。在保护隐私区域信息的过程中,为抵抗针对被保护隐私区域的攻击,一般把表达图像可视信息的像素数据隐藏到非隐私区域。在这种异地保护策略下,首先必须解决隐私数据的最佳隐藏位置以及可保护隐私区域的最大尺寸问题,才能在保证图像信息安全的同时实现保护区域最大化;其次,良好的数据隐藏编码方案可以提升载密区域PSNR（峰值信噪比）并提供较大的隐藏容量,因而设计PSNR可控的编码方案是提升信息保护质量的重要方面;另外,图像保护的真正目的是为了让图像访问者得到与其权限水平对应的图像信息,因此,根据访问者的权限水平恰当地恢复相应的图像信息,也是保障图像信息安全必不可少的工作。针对上述问题,本文提出了一系列新方法和新模型:（1）针对图像异地保护时的最大保护尺寸和最佳载体位置选择问题,证明了异地保护时保护区域的上界,提出了基于粗糙度改变量（CR）的最佳载体选择方案,理论分析和实验结果表明,该方案在基于可逆马赛克的图像数据隐藏与恢复中,能在满足用户对载体区域PSNR要求的前提下取得最大保护尺寸,并能有效还原图像马赛克。（2）针对载体区域PSNR可控的隐私数据编解码问题,提出了一种新的待隐数据变换方法,证明了该编码方案可以保证明密数据之差不超过1,而且可以保证隐私数据的无失真恢复。实验结果表明,基于该编码方案的数据嵌入与抽取方法,在保障PSNR的同时,支持可变的隐藏容量,从而自动适配长度不同的待隐信息群。（3）为解决按用户权限水平实现差异化图像恢复的问题,提出了 一种基于用户属性的选择式图像恢复技术。通过在用户属性基础上引入属性偏好度和票决属性,重新设计了基于属性的权限计算方法,实现了具有快速权限计算能力的选择式图像信息恢复。实验结果表明,采用本文提出的策略计算方法,实现了快捷的权限水平计算,准确的局部图像恢复。（4）针对基于用户属性的渐进式图像恢复问题,提出了改进的CP-ABE系统,通过重新设计加密方案和私钥分发模式得到了较短的定长密文,解密时只需计算1个双线性对的CP-ABE。同时,基于大气散射模型,实现了时空复杂度较小的无失真渐进地恢复图像。理论分析和实验结果表明,在含有双线性对计算的CP-ABE算法中,本文算法的密文长度和双线性对个数优于其他算法,并且算法的解密时间和最高级别恢复图像的PSNR也都有明显改善。