随着当今互联网技术和多媒体技术的飞速发展，图像信息成为人类进行信息交流的重要手段之一。图像传输虽然为人们提供了极大便利，但它的安全性问题也同时被提上了日程。加密技术是保护信息安全最有效的手段，研究者们已经取得了非常丰硕的成果。但是它们还不够完善，并且随着加密理论的深入研究，很多加密方法受到有效攻击，因此迫切需要发展新的信息安全理论和先进的加密技术。传统的加密算法适合文本加密，并不完全适合对图像数据进行加密。为了适应图像的固有特点，提高图像加密的效率和安全性，需要提出新的图像加密方案。混沌动力系统是一种确定性非线性系统，具有类随机行为。利用混沌系统对初始值和结构参数的敏感依赖性，可以提供数量众多、非相关、类随机而又确定可再生的信号。混沌系统的这些特点与信息安全领域有着天然的联系。利用良好的伪随机性、轨道的不可预测性和混沌系统对初始状态及结构参数的极端敏感性等诸多优点，将其与数字图像加密技术相结合，可以构造出良好的图像信息加密系统。本文首先介绍了数字图像加密技术的意义、研究现状；密码学的基础知识、现有加密方法的总结，而后介绍了混沌系统的理论。在对混沌加密进行分析的基础上，本文做了以下工作：在深刻理解了数字图像置乱技术及其性质基础之上，首先给出一种具有代表性的图像空间域复合加密算法。该方法利用两种混沌映射，分别对图像像素进行灰度置乱和位置置乱。混沌序列是舍弃初始段后才使用的，这可以增强混沌加密的安全性能。进行了仿真实验，并对仿真结果进行分析。模拟试验及理论分析表明，该算法有大的密钥空间，加密图像对密钥非常敏感的，该算法对噪声和破损攻击有一定的抵抗能力，但对明文变化不敏感。针对不足之处，本文对该算法中的位置置乱矩阵的生成方式从两个方面进行了改进，实验证明改进后的算法在加密速度上有所提高并且对明文变化具有一定的敏感性，使得抵抗已知明文攻击的能力有了一定的提高。文中还给出了一种应用混沌和小波理论实现图像加密的方法。该方法在吸取同类方法优点的基础上做了一些改进，对部分小波系数进行安全度高的加密，对其余的小波系数进行安全度一般的加密。进行了仿真实验，并对仿真结果进行分析。该方法重点加密了图像的关键信息，有较快的加密速度，改善了加密系统性能。