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互联网的发展进一步加快了社会前进的步伐。目前人们更多地使用网络进行信息交流。数字图像可以帮助人们更好的、更直观的去获取图像信息的主要内容,所以成为了人们在网络上常用的一种信息传输方式。由于在具有开放性的网络平台上对图像进行传输,图像的安全性无法得到保证,更有甚者图像信息遭到泄露会造成更为严重的后果。因此,图像信息的安全性保护一直是信息安全领域的重要研究问题。图像加密是一种保护图像信息的重要方法,也是解决图像安全传输的有效途径。混沌系统被提出以来,其特性与作用不断地被发掘,使得混沌系统进一步发展,同时也带动着其他领域的发展与前进。在图像加密算法中引入混沌系统,加快了图像信息安全深入研究的脚步。为了提高图像加密算法的安全性,本文利用一维混沌系统、超混沌系统和多混沌系统生成混沌序列,提出了三种基于混沌系统的图像加密算法,根据仿真结果进行分析,论文的主要内容如下:(1)提出了一种基于超混沌系统和波传输的图像加密算法。该算法首先利用Chen超混沌系统生成混沌序列,其次对明文图像进行分块操作,通过分块图像像素值与系统迭代参数计算得到波函数参数,继而由波函数方程迭代生成波序列,经过处理得到离散性波序列,再次通过处理后的波序列与分块图像进行扩散操作并将扩散后的分块图像合并成整幅图像,然后将混沌序列进行处理得到整数混沌序列,与图像进行扩散加密,最终生成密文图像。该算法利用波序列对图像进行分块扩散,利用混沌序列进行全局扩散,算法复杂性高,密钥空间大,确保了算法的安全性。(2)提出了一种基于循环移位和混沌系统的图像加密算法。该算法首先通过统计明文图像的灰度最大值并将其用于计算明文图像需要进行循环移位的位数,其次对图像进行左循环移位,然后对Logistic混沌系统设置三种不同的控制参数与初始值,生成三组Logistic混沌序列并进行处理,最后将处理过的混沌序列与左循环移位后的图像进行扩散操作最终生成密文图像。该算法利用循环移位对图像扩散,再利用混沌序列对图像进行三次扩散,提高了加密图像的信息熵,可有效抵抗穷举攻击和统计攻击。(3)提出了一种基于循环移位和多混沌映射的图像加密算法。首先设置Logistic和PWLCM混沌映射的初始值和控制参数,其次利用PWLCM映射生成混沌序列,并利用混沌序列生成索引矩阵对明文图像进行像素替换操作得到替换后的图像,再次根据Logistic混沌系统生成Logistic混沌序列,通过混沌序列计算每个像素值所要进行循环移位的位数,然后根据计算所得移位位数将替换后的图像进行左循环移位得到移位后的图像,最后再与PWLCM混沌序列和Logistic混沌序列进行扩散最终生成密文图像。该算法多方面使用两种混沌系统,通过置乱和扩散相结合的方式对图像加密,增加了算法的复杂度,降低了图像的相关性,使图像信息能够得到很好的保护。实验表明,这三种算法都具有很好的加密效果,安全性高,且加密后的图像信息熵高,算法的密钥空间足够大,可保证图像的安全传输。