随着全球信息化的高速发展，每时每刻海量的信息使用计算机网络进行传输，无论是个人还是企业甚至是国家都得益于信息网络。同时，人们也注意到信息网络带来的安全问题。因此，确保网络传输中信息的安全性已成为企业个人等日益关心的问题，其中最常见和直接的方法是对信息进行加密。光学加密作为新一代信息安全理论与技术，与传统的密码学和信息安全技术相比，继承了近代光学和信息安全加密两方面的优点，具有光学系统固有的并行数据处理的能力，因而可处理更大容量的信息，同时，光学加密装置拥有多维度和高自由度的特性，鲁棒性也是光学加密的一大优势。因而，光学加密引起了广泛的关注。近年来，基于光学加密原理，采用计算机算法与软件手段模拟光学加密的数据处理过程，提出了不需要采用实体光学加密系统的虚拟关系加密机制，使光学加密的实际应用成为可能。光学加密采用二维随机相位模板作为密钥，虚拟光学加密通常采用二维矩阵作为随机模板密钥，密钥空间大，提高了系统的安全性，但是内存占用大，保存、管理以及传输密钥的代价高。本文结合时空混沌系统具有初值和控制参数的高度敏感性，并能产生大量非相关的伪随机序列的特性，提出了一种基于耦合锯齿混沌映射生成虚拟光学加密系统的随机模板的方法。该方法将随机模板由时空混沌系统的三个参数代替，减少了随机模板占用内存过大的问题。经Matlab7.0仿真实验证明,新设计的加密系统的密钥空间大且灵敏度高，可以抵抗暴力穷举攻击破解。