伴随着网络技术的高速发展,视频、图片等数据得到了广泛地传播,数字图像在社交媒体中得到了广泛地应用,而如何保护其中含有的隐私信息成为了关注的热点.由于数字图像固有的属性,如数据量与文本相比,是后者的成百上千倍;同一区域的像素呈现出相关性极强的现象;由于图像包含的信息量更大,也导致了数据存在大量的冗余等.这些使得传统的加密方案不适合对图像置乱加密.因此,在能够确保信息安全的前提下,提高对图像加解密的效率,需要使用一类新的轻量级加密算法.数字图像置乱技术就是其中一类重要的图像加密方法.数字图像置乱技术是以密码学为理论基础,融合其他先进的手段,对图像信息进行加密处理,从而保护其在网络传输过程中免受敌手的攻击和破译.本文设计了三种数字图像置乱算法,经仿真实验和密码学分析,三种图像加密算法能够有效地抵御现有的攻击手段,从而保证图像信息的安全可靠.本文主要研究内容如下:1.设计了一种基于双混沌循环移位与约瑟夫问题的图像加密算法.该算法利用了改进后的Logistic映射和Standard映射.在置换阶段,对像素的循环移位进行了改进,提高了像素混淆的效率;在扩散阶段,利用约瑟夫问题,在像素转移的同时改变像素的灰度值.最后,安全性分析表明了算法的可行性,通过与其他先进的置乱方案对比,验证了本方案所具有的优势.2.设计了一种基于中国剩余定理与Logistic映射的彩色数字图像加密算法.该算法利用了Logistic映射的伪随机性,提高了置乱算法的安全性,又结合中国剩余定理处理彩色图像的RGB通道,提高了算法的加解密效率,经仿真结果比较与分析后,验证了方案是安全可靠且高效的.3.设计了基于位平面Arnold变换与张量展开的图像置乱算法.该算法通过将图像进行位平面分解,从而将图像矩阵转化为张量进行处理.利用Arnold变换置换速度快的特点,对分块后的图像进行快速的位置变换.再根据张量的模展开方式对像素比特进行扩散,从而得到最终的密图.通过对灰度与彩色图像进行的仿真实验得到,提出的算法是安全可行的.