随着时代的发展和网络信息技术的进步,数字图像已成为人们获取信息的重要方式之一。尽管数字图像具有直观性强,方便快捷等特点,逐渐获得人们的青睐,但是其存在的安全隐患等问题也不能忽视。如何通过图像加密技术来保障图像的安全传输已成为当前研究的热点之一。数字图像具有有别于一维数据流的冗余度高、数据量大、像素相关性强等特点,因此DES、AES等针对一维数据流设计的传统加密算法无法应用到图像加密中,我们要设计一种新的加密算法来满足图像加密的要求。混沌系统具有初值敏感性、遍历性、内在随机性等特点,与密码学中的基本要求十分吻合,因此将其应用到图像加密当中具有广阔的前景。本文对基于超混沌系统的图像加密算法开展了研究,提出了一种基于Chen超混沌系统的图像加密算法。在该算法中,首先利用Arnold置乱方法来对原始图像进行置乱,改变像素的相关性。然后利用产生的混沌序列对置乱后的图像进行扩散操作得到最终的加密图像。实验结果表明,该算法的密钥空间大,密文像素直方图分布较为均匀,具有不错的加密效果。但应用范围具有一定的局限性,该算法适用于正方形格式的图像。由于系统内的各种参数都是固定的,当攻击者有足够多的样本数据时,会对加密算法进行破解,该算法不能抵御选择明文攻击,以及对差分攻击的抵御能力不强,需要进一步的改进。在此算法基础上,提出了一种基于Chen超混沌系统的明文关联图像加密方案。通过将原始明文图像输入到SHA-512函数中得到相应的哈希值,然后计算出混沌系统的初始值和系统参数。在置乱阶段,该方案采用了一种基于混沌序列的置乱方法,使得该方案可以实现任意格式的图像加密。在扩散阶段,方案重新生成了新的混沌系统初始值和系统参数,并且采用异或操作加强明文对密文的敏感性。实验结果表明该方案能抵御选择明文攻击和差分攻击,加密后的像素直方图呈均匀分布,密钥空间大且敏感性强,满足图像加密的基本要求。