摘要：随着通信技术的飞速发展,多媒体通信对安全性的要求越来越高。卫星通信中的图像加密技术要求其加密系统具有良好的实时性、高安全性以及鲁棒性。而图像数据与普通的文本数据不同,它具有信息量大、相邻像素间强相关性、不完全解密状态下的可视性等特点,这些特点使传统加密技术无法满足图像加密的需求。混沌系统的确定性、有界性、对初始条件的敏感性和伪随机性等特性,与现代密码学的基本要求非常符合,而且混沌密码学在图像加密领域提出了很好的解决方法,这使得混沌图像加密成为近年来图像加密领域的一个研究热点。本文研究了基于混沌理论的图像加密算法,主要内容如下：1.设计了一种基于Logistic映射的流密码加密系统。通过分析现有的一种Logistic映射流密码加密方案的不足,提出了一个改进的算法。该算法利用两个一维Logistic映射生成一个定长的密钥流,并在加密过程中耦合相应的明文数据与相关密文数据,同时不断对初始密钥进行迭代更新获得无穷大的密钥空间。经仿真实验以及安全性分析证明这个算法运行效率高,对统计学分析、差分攻击、选择明文攻击与选择密文攻击等密码分析有良好的抵抗力,能够满足硬件配置低的环境下的加密系统要求。2.在经典分组加密AES算法的基础上,选用输出反馈模式,设计了一种基于多混沌系统的图像加密算法。此算法的核心内容包括：利用二维Chebyshev映射生成伪随机序列,与改进AES的密钥扩展算法生成的轮密钥序列异或得到安全性更高的扩展密钥；利用Logistic映射生成伪随机序列并转换成矩阵形式,再用Baker映射进行置乱来构建静态混沌S盒。此算法极大地增加了加密系统的密钥空间,在提高了系统的安全性的同时保证了其运行效率。此外,OFB模式使传输中导致的密文数据错误不会扩散,所以此算法也符合卫星图像加密系统的传输错误恢复及抗噪声性要求。本文提出的算法在符合密码学要求的前提下,设计方式灵活且易于软硬件实现,是一类非常有实用价值的加密方法。