随着数字存储、计算机技术和全球网络的快速发展,数字图像可以很容易地移动存储,可以在一秒钟内传送到世界的任何地方。这种便利可能会被未经授权的用户利用,从而迅速传播图像信息,给图像拥有者造成无法估量的损失。图像安全的问题已经到了不容忽视的情况。本文在研究一维混沌系统的基础上,提出了一个新的混沌系统,并基于此混沌系统设计出了有效的加密方案,具体内容如下:（1）首先提出了一种新的二维Sine-Tent超混沌映射,它是由Sine映射和Tent映射推导而出的。通过二维Sine-Tent超混沌映射的相图可知其遍历性较好。然后提出了一种基于该超混沌映射的数字图像加密算法。在所提出的加密算法中,将明文图像分解为前四个bit位结合的位图像和后四个bit位结合的位图像,通过这两个位图像的汉明距离来控制混沌系统的初值,从而在混沌序列中加入明文信息,再利用混沌序列对这两个位图像执行置乱算法,用置乱后的两个图像的汉明距离来更新混沌系统的初值,得到新的混沌序列用于扩散操作,最后将加密的位图像按位合成得到密文图像。实验结果显示本文提出的基于二维Sine-Tent超混沌映射的加密算法在抵御选择明文攻击方面有较好的效果。（2）为了提高加密算法的加密速度和节省存储空间,提出了一种基于压缩感知的图像加密算法。在所提出的加密算法中,首先将明文图像分解为前四个bit位结合的位图像和后四个bit位结合的位图像,然后通过正交稀疏矩阵对这两个位图像进行稀疏化,再进行最小值处理,再通过部分哈达玛矩阵对其进行压缩处理,得到两个维度更小的位图像。通过这两个位图像的汉明距离来控制混沌系统的初值,利用生成的混沌序列对这两个位图像执行置乱算法,用置乱后的两个图像的汉明距离来更新混沌系统的初值,得到新的混沌序列用于扩散操作,最后将加密的位图像按位合成得到密文图像。实验结果显示本文利用压缩感知技术在提升加密速度方面有明显的效果。