随着多媒体技术的迅速发展,互联网上每天都有大量的图像和视频在传播和分享。图像和视频的出现使我们的生活变得丰富多彩,但同时也带来了一系列的问题。例如,人们越来越喜欢把图像保存在网络空间(如,云存储),如果这些图像没有采用任何技术保护措施,那么个人隐私信息就有可能会被泄漏。因此,迫切需要采取一些技术手段来保护图像内容安全。针对这一方面的需求,研究人员提出了许多方法,其中图像加密就是其中的一种有效方法。图像加密将明文图像转化为一幅无意义的密文图像,使得非法攻击者无法从加密后的图像中获取有用信息,因此可以实现图像内容安全保护。本文设计了两种新的图像加密算法,丰富了图像内容安全保护理论和技术,具有重要的理论意义和较好的应用价值。论文首先介绍了图像加密的研究背景和发展状况,在此基础上,利用位平面分解和混沌理论设计了两种性能优异的加密算法,并用实验验证了算法的有效性。具体研究内容如下：1.提出基于位平面分解和混沌映射的多图像加密算法该算法可以同时加密四幅灰度图像,最终输出得到一幅PNG格式的加密图像,具体步骤如下。先将输入的四幅灰度进行位平面分解,依次对每个位平面进行重叠分块并用Henon混沌映射来控制不同位平面间的随机块交换,接着用Logistic混沌映射生成秘密矩阵,分别计算四幅置乱图像与该矩阵的异或操作,最后将四个异或操作结果分别看作PNG图像的红色分量、绿色分量、蓝色分量和透明分量,于是得到最终的加密结果。理论分析和实验结果表明该算法有较好的安全性和鲁棒性。2.提出基于Arnold变换和混沌理论的彩色图像加密算法为了确保加密算法对输入图像的个别像素变化敏感,提出联合使用哈希函数SHA-256、Arnold变换和超混沌理论来设计彩色图像加密算法。具体而言,该算法先将图像输入SHA-256,并用输出的哈希值构造密钥以控制Chen超混沌系统。然后,拼接彩色图像的红、绿、蓝三个分量,并对拼接矩阵进行方形重叠分块,用Arnold变换对各个分块进行置乱加密。接着,利用Chen超混沌系统生成四个秘密序列,用三个秘密序列与图像的红、绿和蓝三个颜色分量进行扩散操作,用另外一个序列控制红、绿和蓝三个颜色分量的操作次序,最终得到加密结果。实验结果表明该算法对输入图像的像素变化敏感,密钥空间大,有较好的加密性能。