随着计算机和网络技术的发展,多媒体已被广泛地运用到人们社会生活中的各个领域。同时,多媒体通信的安全问题也日益受到关注,而密码学是解决这一问题的首要技术。与文本数据不同,多媒体的数据量往往非常庞大,对其加密会消耗大量的计算资源和能量。如果将传统的数据加密算法直接应用于多媒体数据,很难满足实时性要求,而且还会改变数据格式等,这就要求对多媒体数据采用特殊的加密算法。本论文主要研究在保证安全要求的前提下,如何实现对多媒体数据的快速加密。论文的工作主要包括四个方面:1、对JPEG、MPEG-1、MPEG-2等各种多媒体数据的编码格式进行研究分析,重点掌握了JPEG和MPEG-2的分层格式和编码解码流程。2、通过对目前常用的多媒体加密算法进行理论研究和实验仿真,指出了各种加密算法的性能特点。3、提出了一种基于四叉树结构的空域图像加密算法,对其内部置乱算法的密钥空间进行了分析,并通过改进算法,进一步提高了其安全性。通过理论分析和仿真实验得出该算法具有加密数据量小和运算复杂度低的优点,能够满足低运算能力设备的实时性需求。4、提出了基于位置文件的适用于视频服务器的MPEG-2文件加密算法。该算法不但利用选择加密思想,极大地减少了加密的数据量,而且通过使用CTR改进模式,在很大程度上改善了网络传输中容错率。更为重要的是,通过引入位置文件预处理机制,显著地提高了MPEG-2文件的加解密速度。实验和分析证明,这种空间换时间的策略,使得多用户环境下的平均处理速度大大提高,具有较高的应用价值。最后是全文的总结,并给出了论文的不足之处以及今后进一步研究的方向。