随着网络和信息技术的飞速发展,语音和视频等数据量大的多媒体数字信息可以在网络上方便、快捷地传输。而数字图像作为多媒体信息中最重要的一种信息表达形式,具有形象、直观和生动等优点,它正在成为当今乃至今后信息表达方式的主流。但是,数字图像带给人们生活便利的同时其安全隐患也日趋严峻。因此,如何保护图像信息的安全已经成为国际上研究的热点。图像加密是图像安全保护的核心技术。但是,传统的加密算法若应用于图像加密会有诸多弊端,因此大量针对图像特点的加密方案被提出。本文围绕混沌技术在数字图像加密中的应用这一课题,进行了较为广泛而深入的研究。本文的工作及贡献主要体现在以下几个方面。(1)提出了一种基于高维混沌系统的彩色图像加密算法,该算法利用了高维混沌系统有着结构较为复杂、密钥空间大以及系统变量的时间序列更加无规律等优点,在加密或解密过程中,用替换.扩散结构来增强图像加密算法的安全性。(2)提出了一种基于改进的替换-扩散结构和变量控制参数的图像加密算法。对原始的替换.扩散结构进行了改进,像素值的混淆效果不仅仅由扩散阶段完成,改进的替换阶段也参与像素值的改变,提高了算法对像素的混淆速度;用于该算法每轮置换中的控制参数都不是固定的,而是由明文图像决定,提高了加密算法的安全性。(3)设计了一种利用迭代Logistic映射产生S盒的方法,并提出了一个基于动态S盒的分组加密算法。把明文分为多个块,然后用不同的S盒进行加密。密文块是通过8轮的替换和模加运算得到的。为了增强密码系统的安全性,加密之后的密文被用来作为反馈去改变Logistic映射的状态值,使S盒与明文相关联,增强了密码系统混淆与扩散的特点。