20世纪90年代以来,以“数字水印”和“隐写术”为主要技术分支的信息隐藏技术得到了信息安全领域的广泛关注。而其中“隐写术”由于有可能被不法分子及情报人员等用于隐蔽通信,从事危害国家政治、军事、经济等公共安全的活动,因此隐写术及隐写分析得到了学术界日益广泛的重视。当前隐写术的研究多基于单个载体,但单个载体受到载体数量的限制,算法无法进一步提升嵌入容量和安全性,如使用多个载体进行秘密信息隐藏,既能提升嵌入容量,还会因为秘密信息的分布隐藏降低嵌入密度,提高隐写的算法性能。加之信息技术的飞速发展带动图像采集等技术的发展,互联网上不同的数字载体爆炸式增长,隐写者可利用的数字载体是海量的,多载体隐写更符合实际应用的数字载体大数据场景。本文主要研究基于低密度多载体的隐写算法设计,重点对多载体的处理及有效载体标注、载体嵌入区域选择、秘密信息预处理及嵌入规则的制定进行研究。在完成以上研究的基础上提出了两种基于低密度多载体的隐写术:(1)基于角度结构特征的多载体隐写术。首先,提取图像的角度结构(Angle Structure Descriptor,ASD)特征向量对载体集进行分类,转换得到图像ASD方向场后对其编码;其次,根据载体分类数对秘密信息分段并进行置乱和优化;最后,基于ASD方向场的编码数据,在不同类多数量的载体上完成信息隐藏。在秘密信息提取时增加了对ASD特征向量提取时颜色量化差值的判断,进一步提升算法性能。(2)基于距离特征和体积积分不变量的三维模型多载体隐写术。首先使用距离特征这种三维模型全局变量,利用相似性公式对多个三维模型载体进行分类;其次使用体积积分不变量计算三维模型顶点的球体内外体积,对三维模型顶点进行分类;最后通过修改三维模型顶点的凹凸程度把秘密信息隐藏到三维模型中,发送给接受者进行提取。本文对提出的基于角度结构特征的多载体隐写术进行了相关仿真实验,对比实验结果表明,该算法较对比算法的优势在不可见性PSNR值平均分别提高了17.92%和32.83%,鲁棒性Q值分别提高了26.48%和37.61%,对算法进行复合攻击实验,在同时面对13%剪切、13%压缩和20%加噪的一般程度复合攻击下,PSNR值高达39.0018,算法在同时面对37%剪切、40%压缩和22%加噪的高强度复合攻击下,PSNR值依然可达35.0026。另一种基于距离特征和体积积分不变量的三维模型隐写术,较对比的算法不可见性骨架相似度E~n平均提高了7.78%和16.63%,面对非均匀压缩攻击、随机加噪、重网格化、网格简化和面片剪切,鲁棒性BCR值分别较两个对比算法平均提高了4.97%,33.92%;7.27%,21.61%;4.35%,24.88%;16.19%,27.31%;19.72%,29.97%。本文提出的以多个三维模型或数字图像为载体的隐写术,为对安全性要求高的大容量秘密信息隐蔽通信提供了参考。