二十一世纪宣告了信息网络时代的到来,智能手机等各种存储设备和互联网技术的快速发展,给人们带来了丰富多彩的网络生活的同时,也带来了潜在的威胁。其中,包含信息量最大的图片安全问题成为了焦点问题。因此,加密技术,作为保护图像的重要方式之一,也引起了广泛的注意。混沌因其对初始状态敏感、具有不稳定轨道、遍历性等与密码学相似特征,而被广泛运用于图像加密技术中。历经几十年的沉淀,混沌图像加密已然有了非常大的进展。但是,在科技日新月异的当下,图像信息的安全问题仍然存在,因此,应对现实的需要,对基于混沌的图像加密技术进行进一步的研究有着非常重要的意义。目前看来,基于空域的加密算法有很多,大部分看起来虽然很繁杂,却很少结合利用置乱、代换和扩散结构共同设计,因此,有必要在混沌的基础上,结合图像置乱、代换、扩散结构对加密算法进行研究。文章开端概述了论文的研究背景和意义,对混沌图像加密现阶段存在的问题进行了总结。接着介绍了密码学以及数字图像的相关知识,还有混沌基础,如混沌的定义、判定准则、特点等;然后,在这些基础理论上,对混沌和密码学之间的差别和基于图像的加密算法做了剖析;解析了将混沌运用到加密算法的重要步骤,介绍了基本的加密效果分析方法,并对混沌图像加密算法的基本结构进行了总结和大量实验。在此基础上,最终提出了改进的基于混沌置乱和扩散的图像加密算法,并测试了该算法,给出了结果分析。实验结果证明,该算法扩展了密钥空间,对密钥初始值有超强的依赖性,提高了密文图像的抗穷举攻击、统计分析攻击和差分攻击的能力。