随着网络技术和通讯技术的飞速发展，数字图像成为人类获取信息的重要来源。这些数字图像大部分是通过计算机网络进行信息的交换和传输的，如果不对这些信息采取安全措施，在传输的过程中，信息很容易被攻击者非法复制、传播、窃取和窜改。因此保护数字图像的安全和保密工作变得非常重要，国内外兴起了对数字图像加密技术研究的热潮。混沌的许多特性吻合于密码学，使得基于混沌的图像加密技术应运而生。本文的研究思路主要是依据混沌理论在图像加密中的应用进行的。首先介绍了基于混沌的图像加密技术的研究现状，接着阐述了混沌和密码学的基本理论，分析了两者之间的关系。并介绍了两种密码体制，流密码和分组密码,本文根据这二种密码体制设计了三种基于混沌理论的图像加密算法。第一个算法是基于三维Lorenz混沌系统的图像加密算法，该算法把混沌序列和彩色图像像素点的坐标看成是空间上的两个点，利用两个点的距离公式运算后生成加密因子，并将其与图像作相应的代数运算，从而获得加密图像；由于采用单一的像素替代的加密方法，易于受到已知明文的攻击，因此设计了像素置乱和像素替代相结合的图像加密算法，第二个算法是用三维的Lorenz混沌系统生成的混沌序列通过万有引力模型来对图像进行像素值的替代，再用二维Logistic映射生成的混沌序列对图像的像素位置进行置乱，最终生成密文图像；第三个算法是利用一维Logistic映射生成的混沌序列产生S盒来进行的分组加密方法，该算法把明文分成多个块，通过S盒轮的替换和模加运算得到密文块。研究结果表明本文的算法具有易于实现和对密钥具有较强的敏感性，且密钥空间大和加密图像的像素值分布较均匀等特性。最后对本文的研究工作进行了总结，并对以后的研究方向进行了展望。