加密是保护信息安全的一种直接而有效的重要手段,同时也是信息隐藏应用中不可或缺的一项重要的预处理技术。与文本信息不同,图像等多媒体数据具有数据量大、存在内在联系等一些特点,因此很多传统的数据加密方法并不适用于多媒体数据的加密。近些年来,人们在图像加密方面进行了一些研究工作,提出了各种图像加密算法。本文从混沌理论的应用出发,研究了基于混沌的图像加密技术,并将混沌应用于信息隐藏中,能有效提高隐藏信息的容量和安全性。主要工作如下:(1)研究了基于混沌映射的序列密码加密方法,的信息预处理方法,提出了基于Logistic混沌映射的混沌序列产生算法,新算法能产生在(0,1)均匀分布的随机序列,不再出现Logistic混沌映射所存在的空白窗口和稳定窗等安全问题,并且密钥空间大幅度增加,仿真试验表明用新算法产生的序列对图像进行加密后的效果明显优于Logistic混沌映射,同时还具有抵御噪声攻击的能力。(2)针对多媒体数字信息数据量大的特点,提出了基于Arnold变换的混沌置乱算法,新算法的计算复杂度与Arnold变换相当,但能有效克服Arnold变换周期性现象所导致的安全问题,可有效防止通过变换周期性来进行的攻击,且能有效抵御选择明文的攻击,非常适合信息隐藏时对数字图像的预处理。(3)分析了图像在空间域的位平面分布特性,指出了直接用秘密信息替换最低有效位(LSB)位平面或多个低位位平面可能破坏相应位平面纹理特性而导致的安全问题,提出了基于最高有效位的位平面分解方法,并得出了最高有效位下的某个低位位平面替换成随机二值图像,不会破坏原始图像在固定位平面分解时低层位平面所固有的纹理特性的结论。利用这一结论和人类视觉系统的亮度掩蔽效应,并综合混沌序列密码和混沌置乱算法,提出了基于图像空间域的自适应信息隐藏算法,算法能有效防止出现的破坏低位位平面纹理特性的现象,有非常高的嵌入容量和安全性。