随着信息技术和网络交换技术的快速发展，信息安全问题日益突出。信息技术的飞速发展对信息安全提出了越来越高的要求，迫切地需要新理论和技术来增强信息交换的安全性。对图像数据进行加密是保证数字图像安全传输的重要手段之一。图像加密不同于文本加密，由于图像具有信息量大、相邻像素相关性强等本质特征，所以传统的针对文本加密算法DES、IDEA、RSA等不能完全满足加密安全性的需要。混沌是确定的宏观的非线性系统在一定条件下所呈现的不确定的或不可预测的藐似随机的现象。由其产生的序列是伪随机的、不可长期预测的、在理想条件下具有无限大的周期，可以提供巨大的密钥空间、是非周期又不收敛的。最为重要的是，混沌映射对初值变化的极端敏感，即初始状态只有微小差别的两个同构混沌系统在短时间内就会产生两组完全不同的、互不相关的混沌序列值。由于安全性高、加密速度快，基于混沌的图像加密技术得到了广泛的研究。与一般的混沌映射相比，时空混沌系统由于具有优越的混沌动态性能，故已应用到混沌密码学中。时空混沌系统是一个推广的空间系统，它展示了时间和空间的非线性的动态空间行为。耦合映像格子(CMLs)经常用作时空混沌系统的基本模型。本文简要介绍了基于混沌理论的图像加密技术发展历史及研究现状，探讨了数字图像加密和密码学的基本原理和方法。由于小波变换能减少数据的冗余度，提高数据传输的压缩率，本文提出了基于小波变换的图像加密算法。同时，根据混沌映射具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感的特性，又提出了将混沌映射Lorenz和耦合映像格子系统与数字图像加密相结合，从而可以构造出很好的图像加密算法。本文研究了小波变换和混沌映射的性质，提出了一种基于小波变换和时空混沌映射的生成方法，然后用其对图像离散小波变换后系数矩阵进行置乱和扩散处理问题，进行了加密图像的密钥空间分忻、密钥敏感性测试、置乱度分忻及直方图比较实验。实验结果表明该混沌序列加解密算法扩展了密钥空间，密文分布均匀，能够克服低维混沌动力学系统易受攻击的缺点。具有密图文件保密性高，密钥简单等特点。最后，对基于一维Logistic映射的图像加密和基于耦合映像格子的图像加密安全风险分别进行了研究。