随着互联网技术和云存储服务的高速发展,以图像为代表的多媒体数据呈爆炸式增长,存储成本和开销激增。同时,图像的相似性和重复度较高,造成了存储数据的高度冗余和存储空间严重的资源浪费。为了解决图像存储效能失衡等问题,图像数据去重成为图像处理方向的研究热点。然而,云端的开放性使包含个人隐私的图像数据暴露在公共网络中,可能造成敏感信息泄露,同时云存储会导致数据的所有权与管理权分离,为了保护图像的安全,加密成为必然需求和趋势。但是,密文图像难以用传统明文图像处理算法进行计算和识别,密文图像去重不能直接使用传统去重方法。因此,云环境下的密文图像去重方案目前正在被广泛地研究。传统的精确图像去重方案没有考虑到不同类型数据对去重效果的影响,利用文件哈希值进行副本检查(Duplicate Check)的方法使得大量视觉上相同或相似的图像无法被有效处理。同时,模糊图像去重方案依赖于特征向量进行副本检查,存在阈值选择不当而导致图像被误删或者少删的可能性。此外,为了克服图像去重和密文图像处理之间的矛盾,现有的图像去重方案大多数采用收敛加密(Covergent Encryption,CE)或消息锁加密(Message-Locked Encryption,MLE)等技术防止隐私泄露,在一定程度上解决了多用户的密钥分配和管理等问题,但是仍然面临离线暴力攻击或在线暴力攻击等安全威胁。因此,为解决上述问题,亟需研究如何在云计算环境中实现去重精度可配置且安全性更高的密文图像去重方案。综上所述,本论文基于像素分块方法和基于口令认证的密钥交换(Password authenticated key exchange,PAKE)协议,研究云环境下安全的密文图像去重技术,主要研究内容如下:1.首先,为解决不同图像间存在大量冗余的问题,本论文设计了面向密文图像的分块去重方案。该方案提出新的基于像素分割的图像分块方法,利用图像块特征向量的哈希值进行副本检查,能够识别大量视觉感知相同的图像块,实现了对不同图像中相同的冗余部分的去重,显著地提高了图像去重率。同时,方案中引入组密钥和AES加密算法来保护图像块和特征向量的内容不被泄露,实现了安全的图像去重方案。目前,该研究成果已申请国家专利。2.其次,考虑到现有方案仍面临离线暴力攻击、在线暴力攻击等安全威胁,本论文提出基于PAKE协议的图像块级去重方案。该方案应用基于像素分割的图像分块方法来提高图像去重率,并将PAKE协议和图像去重分别应用于每一个图像块。用户可以根据自身设置和图像库特性选择精确去重或者近似相同去重两种去重精度,平衡了图像去重率和不希望有像素损失的用户之间的冲突,增强了图像去重方案的灵活性和实用性。同时,该方案对图像类型无限制,可以适用于大多数实际图像库,通用性好。此外,首次将PAKE协议应用于图像去重方案来进行多用户之间的密钥管理,可以抵抗在线暴力攻击和离线暴力攻击等威胁,相比现存密文图像去重方案,安全性得到了提升。本论文基于两个实际图像库对方案进行了仿真实验,实验结果与性能分析表明了方案的可行性和有效性。相关研究可应用于医疗影像等领域,有利于提高安全性和可用性。