移动互联网的飞速发展和智能终端设备的广泛使用使人们的工作和生活方式逐步被网络化,“远程”和“共享”成为人们社会生活方式的主要组成部分。而且随着计算机科学、通信等传统产业的融合,多媒体正逐步深入人类社会的每一个角落。图像是一种可视化的多媒体信息,是最主要的多媒体形式之一,也是传递信息的重要媒介之一。因此,图像传输的安全性引起了研究者的关注。目前保证图像安全传输的方法有两种:图像加密和信息隐藏。本文主要研究混沌图像加密算法,旨在设计出效率高、安全性好的混沌图像加密算法。本文的主要研究内容和创新如下:1)鉴于混沌系统在图像加密领域的突出作用,本文对混沌系统及其性能分析做了研究。为改善传统一维混沌系统结构单一、控制参数范围小、复杂性低等缺点,本文基于Logistic映射和Sine映射,利用非线性运算设计出新的具有控制参数范围大,复杂性高,对初始值敏感性高的一维混沌映射。分析了该混沌映射的分岔图,李雅普诺夫指数,轨迹图等性能指标,实验结果显示该混沌系统具有良好的混沌性能。2)本文设计了一个基于高、低位图像操作的空间域混沌图像加密算法。该算法将图像加密过程分成两个部分,一是基于像素级别的行、列置乱过程,置乱方法采用改进后的约瑟夫遍历,将随机序列作为遍历步长,增加遍历过程的随机性。二是基于高、低位图像操作的加密过程,在对高、低位图像操作过程中,有高、低位图像单独加密过程和互扰加密过程,无需循环过程就可达加密要求,这增加了加密算法的效率。3)本文设计了一个基于Haar小波变换的空频域混沌图像加密算法。该算法将图像加密分为空间域和频域加密两个过程,第一个是基于小波变换的频域加密过程,过程中将小波变换的低频系数进行了置乱和扩散,将其余的系数进行重组后置乱,然后进行二维小波逆变换,得到加密中间图像。第二个是空间域加密过程,此过程对频域加密得到的中间加密图像进行像素值的修正并保证无失真解密。此算法是明文关联图像加密算法,明文图像信息被用来生成加密所需的密钥。实验结果及性能分析表明,该算法具有效率高的突出特性。