近年来,随着多媒体技术和Internet的飞速发展,大众信息交流的重要途径大部分为多媒体通信。人们通过互联网进行信息交流、网上购物,大量公开的和私有的图像和音频等多媒体信息通过网络进行传输,由此网络信息的安全性和保密性显得越发重要。但由于大量黑客的猖獗,并随着破译手段的提高,信息安全受到了严重的威胁。因此,如何安全地存储数字图像,保护信息不易被泄露,对图像数据进行加密成为了一种重要且有效的措施。本文主要研究工作如下:1、本文主要研究与图像加密相关的基础理论,包括密码学理论、混沌理论和图像加密技术等。重点研究了基于魔方变换理论的图像加密算法和基于脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid,DNA)编码的图像加密算法,并对其进行MATLAB仿真实验。2、本文研究了 Logistic混沌序列的性能并进行仿真分析,针对混沌系统生成的二进制序列在转化为整数序列时易出现"集聚"这一现象,对混沌二进制的产生方式进行改进。提出了步长参数分段对比的二进制生成方法,最后通过仿真验证了采用步长参数分段对比方法产生的二进制序列在转化为整数序列后明显改善了"集聚"现象。3、本文将魔方变换的循环移位思想和DNA编码加密思想相结合,提出一种基于魔方变换和DNA编码相结合的图像加密算法。在研究现有魔方旋转方式的基础上,对旋转方式进行改进,并与步长参数分段对比二进制产生方法一起应用在提出的算法中。仿真结果表明,优化后的加密算法比普通的加密算法具有更大的密钥空间、密钥具有更强的敏感性,安全性也大大提高,有效增强了抵抗各种攻击的能力。