随着多媒体技术和互联网技术的飞速发展，数字图像在网络中的传输已经越来越普遍，因此图像的信息安全问题也逐渐被广泛关注。由于图像本身的特点，如数据量大、冗余信息较多等，使得传统的加密算法不再适合于图像加密。近年来研究学者们根据混沌理论和数字图像的特点提出了多种专用于图像的加密方案，但是有些算法还不够完善，随着密码学分析理论的深入研究，很多加密方案受到了有效地攻击。因此研究图像加密算法具有重要的理论和现实意义。本文主要的工作体现在以下几个方面：①对图像加密算法进行密码分析是信息安全领域中的关键问题之一。本文对一种超混沌图像加密算法进行了选择明文攻击，在已知明文和对应密文的前提下，阐述了具体的攻击过程，给出了求解得到的密钥流，实现了选择明文攻击。证明了该超混沌图像加密算法无法抵抗选择明文攻击，有进一步提高算法安全性的必要。②提出了改进的超混沌图像加密算法，借助于超混沌系统和Chebyshev改进型混沌产生密钥，增强了算法的抗攻击能力，通过置换和扩散两个过程实现了图像加密。该算法的密钥空间很大且对初始值非常敏感，并从相邻像素的相关性以及图像灰度直方图等方面对算法的安全性进行了分析。仿真结果表明，该算法安全性很高，抵抗攻击的能力很强。且该算法也可以应用到对彩色图像的加密处理中，对任意大小的图像都可以实现加密。③将改进的超混沌图像加密算法在DSP开发板上进行实现。首先画出超混沌系统的SIMULINK模型，再利用MATLAB中的Real-time Workshop平台将超混沌系统的SIMULINK模型直接生成代码。接着将生成的代码经过调试和优化下载到DSP中进行硬件实现。最后利用驱动-响应同步法对DSP中存储的数字图像进行混沌加密处理。解密出的图像与原图像基本一致，证明了该硬件实现方法的有效性。论文最后对研究工作进行了概括总结。