随着网络信息化的蓬勃发展,多媒体信息的传播存在于个人生活、国家安全的方方面面,加密系统是保护网络信息安全的重要手段,而数字图像在互联网传播中占了很大的比例,如果图像信息没有得到好的保护,重要信息被窃取,这将造成很大的损失,图像加密作为隐藏信息的重要方法,在信息安全的保护方面有至关重要的作用。针对图像加密研究的发展现状,本文设计了三种新的图像加密算法,丰富了图像加密理论的算法和技术创新,具有一定的理论意义和实际应用价值。论文从算法研究和实用性的角度出发,主要研究工作如下:（1）提出双置乱和C-R混沌系统的图像加密算法该算法针对图像加密数据量大、传输速率慢、加密算法的安全性和复杂度问题,设计了能够实现全局置乱及扩散的图像加密算法。首先,利用Sine模型迭代值作为Chebyshev映射的系统参数,进而产生伪随机序列并进行索引位置排序,索引序列位置编号与升序序列行变换,再与降序序列列变换,将变换后的图像均匀分块,对每一块像素矩阵进行Arnold置乱再合并,最终形成完全置乱的加密图像;然后,提出一种三维CNN-Rossler（C-R）混沌映射,根据Lyapunov指数验证了其混沌性,通过C-R混沌系统对置乱后的图像像素值进行扩散操作;最后,将位置置乱图像与像素值置乱图像进行按位比特异或,得到密文图像。仿真实验结果表明,该算法具有很大的密钥空间,能够抵御暴力穷举攻击,具有很强的抗攻击性和安全性。（2）提出基于L-K双混沌系统的位级图像加密算法针对传统加密算法精度有限、安全性低等问题,提出了一种新的图像加密算法。首先,将明文图像分为R、G、B三层,以R层为例,将图像位平面分解为8层,利用Liu混沌系统产生的混沌序列作用于低五位进行索引位置置乱,再对高三位进行Arnold置乱;然后,设计了低五位充分混淆扩散高三位的加密算法,完成了一次置乱-扩散,G层、B层采用同样的方法;接着,在像素级层面,采用Kawakami超混沌结合密文图像信息进行分形扩散,联合像素级加密进行Hilbert置乱,完成二次置乱-扩散操作,最终得到密文图像。仿真实验表明,该算法安全性很高,能够适用于信息传播的加密方式。（3）提出基于压缩感知与超混沌的动态位级图像加密算法针对大多数图像加密算法存在传输实时性低、占用信息通道较大等问题,提出一种压缩感知结合Rabinovich超混沌的加密算法。首先,明文图像经过DWT变换得到稀疏基矩阵,使得加密与压缩同时进行,将Rabinovich超混沌序列改进得到敏感性很强的混沌序列;然后,设计了与明文相关的双重置乱机制,对位平面分解后的四个平面分别进行自适应置乱方法完成一次置乱,再进行Zig-Zag全局置乱;接着,引入加密引擎函数对图像进行环形扩散函数,分别进行正向扩散和逆向扩散;最后,联合随机高斯测量矩阵对加密后的图像进行压缩感知采样,形成最终密文图像。仿真实验表明,该算法密钥空间大,敏感性强,能够抵挡穷举攻击,具有很高的实时性和安全性,适合在网络安全中的传播。