随着互联网交互的愈发普及,越来越多的信息开始在网上进行传播,例如文本信息、图像信息、视频信息等,因此,如何保证互联网交互过程中信息不被盗取、泄露、篡改等成了热点话题,而图像作为一个信息大载体,图像信息的安全性也被受关注。本文通过对混沌理论及密码学方法的相关研究,设计出三种加密算法。第一个算法是利用混沌系统的伪随机性、遍历性等奇特特性,提出了一种新的基于双混沌映射的图像分块加密方案,其方法是利用Chebyshev映射与Henon映射构造伪随机序列发生器,生成二维随机序列密钥流,利用Chebyshev映射生成的密钥流对明文图像进行混淆加密,随后将加密后的图像分为两个大小相同的子块,通过Henon映射密钥流对两个子块分别进行像素值扩散加密,达到最终加密效果。利用数据模拟验证了该算法可以有效抵抗差分攻击、穷举攻击等各攻击类型,敏感性、安全性很强。第二个算法利用混沌系统的伪随机性及遍历性,提出了一种新的基于双混沌映射的一次一密真彩色图像加密方案,加密系统的密钥包括外部密钥和内部密钥,外部密钥是对自然噪声采样得到的真随机数,内部密钥利用SHA-512哈希散列函数计算明文图像的散列值,通过转换算法将二者结合起来生成混沌映射初始值与参数,每轮生成的初始值与参数仅使用一次形成一次一密,利用Logistic-control-Logistic映射构造序列发生器生成一次性密钥流,对明文图像进行置乱加密。其次,利用Chebyshev映射所生成的一次性密钥流对明文图像进行按位异或扩散加密。最后,利用数据模拟验证了该算法可以抵抗差分攻击、穷举攻击等,各项安全性能较强。第三个算法为了提高彩色图像的安全性,提出了基于动态参数控制系统生成的新混沌映射的随机密钥流彩色图像加密算法方案。首先,利用明文图像生成哈希散列值获得初始密钥,使其具有强明文关联性,代入9种新混沌映射进行反复迭代,生成9段完全不同的随机密钥流。其次,提取彩色明文图像的RGB颜色分量,并对三个不同颜色分量的灰度图像进行分割分组,随后,系统随机调用不同地密钥流分别对每一个图像块进行像素位置置乱加密,最后,利用添加雪崩效应的按位异或扩散加密方式对图像进行第二轮扩散加密。算法结果为彩色明文图像被加密成了一幅毫无意义的随机噪声图像,数据模拟验证了该算法具有很强的安全性,可以有效抵御穷举攻击、差分攻击、明文攻击等各攻击类型。