随着互联网技术和多媒体技术的迅猛发展，数字图像已经成为信息表达方式的主流，由之而生的数字图像信息安全问题成为人们关注的焦点。图像加密是是保护图像安全的一项核心技术，也是保护图像安全的最直接、有效的一种手段。数字图像有着数据量大，信息相关性强、冗余度高等特点，采用传统的加密方法大都显示出了复杂度大、实时性差、数据处理量小等局限性。由于混沌系统对初值和系统参数非常敏感，生成的混沌序列具有非周期、宽频谱、类噪声、可精确再生和难以长期预测等特点，使得混沌在图像信息的加密应用上有很大的优势，混沌理论应用于图像加密已经成为图像信息安全中的一个重要研究领域。　　 本文围绕混沌序列在图像加密中的应用进行了研究。首先介绍和分析了图像加密的研究现状，阐述了密码学和混沌的基本理论，分析和讨论了混沌和密码学的关系，然后介绍和讨论了混沌图像加密的基本原理、设计原则、评价标准和设计步骤。在此基础上设计了两种基于混沌序列的图像加密算法：对于单纯采用像素置乱加密不会改变图像的直方图，易受统计攻击，单纯采用图像替代加密，易受到已知明文攻击，设计了一种基于Logistic混沌序列的像素置乱和替代加密相结合的图像加密算法，该算法具有较高的密钥敏感性和明文敏感性，由于加密算法对行、列置乱随机性、非线性，置换均匀性，使得相邻像素之间的相关性更小，加密后的数据具有均匀随机分布的特点，增加了加密的破译难度；现有的混沌图像加密一般采用低维混沌系统，形式简单，产生序列时间短，且密钥空间小，设计了一种基于高维混沌系统的彩色图像加密算法。利用改进后的高维混沌序列，将明文彩色图像的三基色分量充分地置乱并改变其统计特性，实现对彩色图像的加密。通过仿真实验和安全性分析表明，该算法密钥空间大，有极强的密钥敏感性和较好的统计特性，并且具有较好的抗干扰能力。　　 最后，对全文的研究工作进行了总结，并对混沌图像加密中尚需研究和探索的问题进行了展望。