网络媒体承载了大量的信息，尤其是多媒体信息，对于敏感的图像数据通常要求进行保护处理，这必然带来相应的信息安全问题。数据加密，便是使用计算机系统对信息进行保护从而使信息安全的一种有效可靠的方法。混沌系统的最大特点就在于系统对初始值的极端敏感性，混沌还有遍历性、整体稳定局部不稳定、伪随机性、分形结构等特性。混沌的这些特性同密码学的基本要求恰好一致。但是，当今很多图像加密所用到的混沌映射，如Logistic映射、Henon映射、帐篷映射等都只是低维的混沌映射。低维混沌系统，其混沌序列只是经简单的反复迭代形成，数值受少量的系统参数和少量初始值的影响，这些特点已经被混沌攻击者们所熟知，也涌现出了很多具有良好攻击效果的方法，于是，在混沌映射的选取上，高维的超混沌的研究越来越广泛。本文在超混沌系统动力学分析和数值仿真方法的基础上，简单分析了混沌金融系统和Rabinovich系统的奇异吸引子的存在。将新的非线性反馈项和新的一维引入到混沌金融系统和Rabinovich系统，分别设计出了两个四维超混沌系统，并分别通过动力学特性分析和数值仿真证明了系统是超混沌的。将超混沌序列生成的序列值经过预处理等转换，其中超Rabinovich系统的生成值还与指数混沌相结合来进行优化，与待加密的明文图像相结合，保证针对不同明文，加密所取样的混沌序列值是不同的，实现超混沌系统对明文图像的加密。本文所设计的基于四维超混沌映射的图像加密算法采用“混淆-扩散”结构，生成的密文通过了SP800-22伪随机序列测试的验证，对密文进行直方图、信息熵、抗差分攻击、密钥敏感性等安全性测试，证明基于新的四维超混沌映射的图像加密算法具有密钥空间大、安全性高等特点。本文所设计的两个新的四维超混沌系统，对于混沌图像加密技术的研究有一定的帮助，应用到图像加密方面，能提高安全性，增加复杂度。