信息化的逐渐推进,特别是互联网的广泛应用,让图像的传输和存储越来越便捷。然而,网络的公开化,加之传输技术的发展,很多传输的图像数据可能被轻易地监听、截获、非法复制和篡改等。密码技术是保护数字图像信息安全最直接也是最基本的方法。在互联网中产生和获取的大量图像中,视觉显著区域能够代表整幅图像的最主要或最重要内容。而如今大多数的图像加密方法是对整块图像进行完全加密,单纯的依赖混沌系统进行加密并不能很好的达到高效安全的效果且费时费力,既然显著区域的信息几乎可以代表整张图像的内容和关键数据信息,这说明对显著区域图像进行选择加密保护具有一定的研究价值与应用价值。我们在本文提出了两种基于混沌与DNA编码相结合的图像加密算法。主要研究内容如下:(1)考虑到目前显著区域提取方法众多,经过试验数据与试验结果效果的对比,采用通过结构矩阵分解显著目标的提取方案,证明该方案得到的感兴趣区域鲁棒性强。本文提出了一种使用高维混沌系统和DNA序列的循环操作,对显著区域进行图像加密的方案。在该方案中,根据四维Lorenz超混沌系统随机产生一条密钥流。此外,用Chen混沌系统对DNA序列矩阵进行置乱操作,循环操作后映射得到DNA序列再对图像的像素值扩散。为了加强扩散效果,按位进行异或操作随机产生一组二值化的密钥流从而得到解密矩阵,之后便可获得加密后的密文图像。经过实验验证及结果显示,我们提出的加密算法方案有较高的安全性及具有抵抗差分攻击、噪声攻击等攻击类型的能力。(2)考虑到随机矩阵越没有规律可循,图像的安全性越高,越不容易被人破解,故在上个方案的基础上,提出了一种在图像显著区域使用的置换-扩散和DNA随机编码的安全且有效的加密方法。首先根据随机编码规则将原图转化成DNA序列,以便打乱明文图像的位分配。随后引入了一个二维逻辑耦合映射,其产生的两个混沌矩阵用于置乱-扩散过程用于进一步的加密。这种将置换-扩散结构的加密方法与动态DNA编码技术相结合的图像加密技术设置了多个安全密钥,且安全密钥是由两个不同的混沌系统产生,实验结果也证明该方案复杂性高、安全性能良好、无章可循难以破解。