手机,平板等实时通讯设备的普及,使大量数字图像出现在开放的互联网平台中,安全性难以保证。图像加密一直是信息安全和图像处理领域的热门研究主题,通过加密技术保护图像的信息,在预防因图像泄露造成的危害国家或个人的安全问题上意义重大。加密算法作为加密过程中的重要环节,对于图像信息的安全性起到了至关重要的作用。随着混沌系统的深入研究,其特性不断挖掘出来,应用在生产生活的各个方面,本文针对混沌系统在图像加密算法中的应用进行相关研究,主要的工作内容以及创新性,体现在以下几个方面。1.针对传统图像加密算法密钥空间小,低维混沌序列分布不均匀等问题,提出基于Logistic混沌与3DES的图像加密算法。该算法首先利用加入模运算后的Logistic混沌系统生成混沌序列,使用混沌序列生成3DES的加密密钥,继而对加密过程中生成的图像进行混沌加密或3DES加密,最终得到密文图像。加密过程中,3DES的密钥动态可控变化,密钥空间大,混沌序列经过一次DES加密,序列分布更加均匀,算法实现成本低,加密效率高。2.针对低维混沌结构简单,复杂度低,安全性难以保证等问题,提出基于Chen氏超混沌与蒙特卡罗序列的彩色图像加密算法。该算法首先对明文图像进行基色分离,通过蒙特卡罗方法模拟类氢原子2p电子的运动生成随机序列,对明文图像的三个基色图像进行像素置乱,后通过Chen氏超混沌系统生成混沌序列对基色图像分别扩散,最后基色合并,再次使用混沌序列进行全局置乱,最终得到密文图像。该算法能够大大降低明文图像的像素相关性,算法复杂度和安全性都很高,能够抵抗噪声攻击和统计攻击。评价一个加密算法的性能,需要从多个角度进行,本文通过加密算法的密钥空间、密钥敏感性,算法加密后的密文图像的信息熵、以及像素相关性等方面对提出的两种算法的性能进行综合性评估。仿真实验证明,算法对明文图像的加密效果显著,安全性高,能够抵抗攻击破解,可保证图像信息的安全传输。