跨公共网络的多媒体共享和交流正成为我们日常生活中的一个重要问题。随着对安全和隐私的日益重视,如何保护多媒体数据免受窃听和滥用已引起全世界的关注。加密是最直接的保护方式。传统的分组密码已被报道不适合多媒体数据,所以可以利用混沌系统的特性来实现图像加密较好的置乱和扩散性能。受益于弗里德里希的开创性贡献,近年来,基于混沌的图像加密方案开始蓬勃发展。DNA计算由于其固有的并行性、低功耗和大量存储等内在的优势,同时也成为密码学中的一个热点分支。在本文的密码系统中,DNA碱基作为信息载体,其生物规则被用作算术原理。它们在设计加密算法方面有着共同的互利优势。因此,将DNA计算与混沌理论相结合的加密技术成为一个理所当然的选择。结合本研究方向近几年的发展现状及存在的问题本文研究了将混沌神经元系统应用于图像加密上,提出一个基于Hindmarsh-Rose（HR）神经元系统的图像加密算法,通过实验仿真验证了本算法有较高的安全性和有效性。本论文主要研究内容分以下几个:（1）本文通过总结罗列出一些常见的应用于图像加密的低维混沌系统,发现这些混沌系统已被学者们以各种不同的加密相结合的方式使用过了且系统过于简单,算法复杂性不够高。以此本文提出了改进的HR神经元模型（本文中简称HR神经元模型）。（2）研究了HR神经元模型的动态行为,并将该系统应用于图像加密中。首先对HR神经元进行非线性动力学分析,分别计算并绘制了相应的相图、分岔图、李雅普诺夫指数图,还进行了耗散性、平衡点分析以验证该系统的混沌动力学行为。（3）本文提出的基于HR神经元的图像加密算法。本算法在开始执行一维加密操作之前首先对原始图像数组进行了预处理并通过使用一维logistic混沌映射来处理所有混沌的序列,将其所产生的混沌序列转变成与原始图像一样大小的二维数组且对该二维数组也可以进行同样的预处理。为了达到明文和密文相关联的效果,混沌系统的初始值将由原始图像决定,使用混沌系统产生的混沌序列来选择每个部分的DNA编码和运算规则。最后置乱时使用HR混沌系统所产生的三个混沌序列,分别来进行行列置乱和选择原始图像进行的DNA运算规则。从得出的实验结果发现此算法加密效果好且安全性高。