当今时代,科学技术发展迅猛,网络成为人们获取成为人们获取多媒体数字信息的主要渠道,数字图像作为日常交流的主要传输媒介,更是承担着信息传递的重任。保证信息在传播过程中的安全性和完整性便成了目前研究的重中之重,优化图像加密方法,设计出满足社会发展和日常生活需求的加密系统刻不容缓。传统的加密方法可有效地用于文本或二进制数据加密,但对于图像、视频和音频等数字媒体却不是理想的选择。数字媒体的特点是数据量巨大、相邻像素相关性强、特征冗余度高,且其对比特率和带宽要求高。混沌系统的初始参数敏感性、类随机性、不可预测性等特性完全符合图像加密系统设计要求。本文围绕混沌基础理论展开混沌图像隐藏和混沌图像加密方法的研究,主要研究内容如下:（1）为了使传统一维Logistic映射表现出更优混沌特性,以便于更好地应用于图像加密系统设计中,针对其存在的类随机序列分布不均匀、Lyapunov指数小、密钥空间小等问题,通过增加sine映射和系数进行改进。为防止Lyapunov指数误将一些准周期信号分类为混沌信号的情况,采用Lyapunov指数和Shannon熵双重指标进一步筛选Logistic-Sine映射生成的混沌序列,将Lyapunov指数严格为正且Shannon熵值大于0.75的序列划分为可用于加密的混沌信号,通过分析Logistic-Sine映射混沌特性得出,双指标筛选可得到高精度有效混沌信号,且能有效避免混沌信号退化为周期性等问题。（2）将图像加密与信息隐藏技术相结合提出了一种基于Logistic-sine映射的数字图像隐藏方法。首先,图像加密阶段利用安全高效的Logistic-sine混沌映射将明文图像加密为密文图像。其次,图像隐藏阶段利用LSB信息隐藏法和和差异化扩展法将密文图像信息嵌入载体图像。最后,实验结果表明,该方法可逆且具有较高鲁棒性和信息嵌入率,并证实了将混沌加密与图像隐藏相结合,可在不降低性能的情况下,增大密钥空间且为图像信息提供双重保障。（3）针对一维Logistic-Sine混沌系统难以抵抗差分攻击以及图像隐藏方法限制图像大小且抗暴力攻击能力有限等问题,结合二维Henon映射提出了基于Logistic-Sine映射和Henon映射的数字图像加密方法。该方法在混沌序列生成和混沌矩阵构造过程中增加随机数和随机间隔。利用随机数筛选混沌序列,而随机间隔数则用于构造混淆和扩散矩阵,这使得进行预测和破解密钥流更加困难,大大提高了加密方法的安全性和有效性。仿真实验和安全性对比分析,从相邻像素相关性、密钥敏感性、抗暴力剪裁攻击、信息熵、抗差分攻击等方面综合评估该方法的性能,结果显示此方法加密效果良好。