图像加密算法是解决图像安全问题的关键技术,相对于传统的文本信息,图像信息因具有数据量大、冗余性高、相邻像素之间相关性强等特点,导致对文本加密效果较好的算法用于图像加密时效果不好。而混沌理论的发展为图像加密技术开辟了新的道路,目前,已有一些基于混沌理论的加密算法在图像加密领域得到了广泛地应用,其中大部分加密算法存在动态加密性能不好的缺陷。针对上述问题,本设计基于动态猫映射和Unix时间戳对图像加密算法进行研究,主要包括以下几个方面的工作:1.图像加密相关技术研究。主要包括对图像的存储结构、图像加密的基本概念和相关算法;图像加密的两个基本步骤:置乱和扩散。对图像加密算法的安全性评价标准,针对不关联明文的加密算法难以抵抗选择明文攻击的缺点,借助混沌系统设计更安全的图像加密算法。2.针对传统猫映射置乱图像时存在周期性的问题,设计了一种基于动态猫映射的图像加密算法。首先把密钥经过MD5变换后得到一个十六进制字符串,利用该字符串,获取动态猫映射的分块边界参数,并通过MD5的随机性构建扩散阶段需要的S盒。然后在置乱阶段,将置乱参数与明文图像结合起来,进行动态猫映射,得到置乱图像。在扩散阶段,每个像素值用S盒进行扩散时,结合相邻像素值,形成雪崩效应。最后进行仿真实验,在统计分析、差分攻击分析、相关性分析、信息熵、密钥灵敏度测试以及周期性测试等方面对本文提出的加密方案能进行分析,证明了它能满足图像加密的安全性需求,不仅克服了传统猫映射存在的周期性缺陷,而且具有更好的加密效果。3.针对动态猫映射图像加密算法不能实现“一次一密”的安全性问题,提出一种基于动态猫映射和Unix时间戳的图像加密方案。首先把图像的像素值进行位分割,然后用分割后的两部分位像素值作用于猫映射的置乱参数,形成关联明文的猫映射置乱算法;再将随时间不断变化的Unix时间戳和相应的参数结合生成混沌序列,通过混沌序列进行放大、取整等操作形成扩散序列;然后,利用得到的扩散序列对置乱图像进行扩散,最终达到“一次一密”的效果。最后通过仿真实验,在密钥空间分析、灰度值直方图分布、相关性分析、信息熵、差分攻击分析、密钥敏感度分析等6个方面证明该算法能有效地抵御选择明文攻击,具有较高的安全性。