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21世纪以来互联网飞速发展,开创了全球经济、文化、军事、教育等各个领域的新时代。新时代下,人们可以轻松的实现图像信息的传递,然而,这些数字图像可能涉及个人隐私或机密信息,一旦泄露,可能会造成无法估量后果。保护图像信息安全最常用的手段便是图像加密。自混沌理论首次被应用于加密系统,许多图像加密算法的研究者便提出了很多安全性高且具有实际应用价值的算法。本文主要的研究内容是对现有的混沌映射进行改进,并结合具有的高存储密度和高并行性的DNA计算,设计了两种图像加密方案:(1)本文针对经典一维Logistic映射的缺点,提出了一种基于y参数控制x参数的实时变化的二维Logistic映射。在该算法中,我们首先用Arnold算法对图像进行置乱,然后使用改进后的二维Logistic混沌映射生成随机序列{x},并取小数点后的k1～k2位作为用于扩散操作的混沌序列,接着对置乱后的图像执行异或操作实现扩散,最后得到密文图像。我们对该加密方案进行了仿真实验,并从多个方面对其性能进行了检测分析。所有结果均能表明该算法良好的安全性能,与其他算法相比有一定的竞争力。(2)本文提出了一种基于DNA(脱氧核糖核酸)计算和双混沌系统在位级对彩色图像进行加密的算法。在该算法中,我们首先提取彩色明文图像的R、G、B三个分量的灰度图像,用Arnold算法分别对其进行置乱,迭代次数由其各自的像素平均值决定。然后,使用改进后的Lorenz混沌映射和Rossler超混沌映射组成双混沌系统,生成三组混沌序列。接着,将置乱后的图像和混沌序列根据8种DNA编码规则转化为DNA序列,再对他们分别执行加法、减法或者异或操作,实现扩散操作。最后将扩散后的三组图像还原到像素级并合并,得到最终的彩色密文图像。我们同样对所提出的加密方案进行了仿真实验,并对其性能进行了详细的检测。实验结果表明,该算法具有良好的安全性,能够有效抵御各种攻击,有一定的竞争力和实用性。