随着Internet技术飞速发展，各种信息能在网络上方便、快捷地传输。多媒体比纯文本含有更多的信息量，是人们获取和保存信息的重要手段。因为视觉信息在所有感官获取信息总量中占60%～70%，图像信息的处理就显得尤为重要。网络在给人们带来便利的同时，也存在许多安全上的隐患，如窃听、篡改、冒充、重放、抵赖等，各种攻击层出不穷。图像加解密技术是解决网络上图像安全传输的最好方式之一。图像加解密算法成为当前一个研究热点。 混沌，作为20世纪新兴的一门学科，与密码学有着千丝万缕的联系。混沌系统的运动极不规则，以致几乎无法从其轨迹中找出任何规律，这与“混淆”十分类似。混沌系统对初值极为敏感，以致初始条件或系统参数中的微小改动会在轨道中被极大地放大，这点又与“扩散”极为类似。因此，不少研究者着力于把混沌系统和密码系统结合起来。现有的混沌图像加解密算法主要采用一维混沌系统，其密钥空间过小，加解密速度过慢。 本文在帐篷映射基础上，提出一种新型二维混沌系统耦合方式——自变量耦合，构造一个线性交叉耦合混沌系统。对该混沌系统的混沌特性进行了详细的分析，然后基于这个线性交叉耦合混沌系统构造了随机数发生器。通过对该随机数发生器产生的序列做了频数测试、序偶测试、扑克测试、自相关测试等四个检验，发现：该随机数发生器产生的序列具有良好的随机性。 基于交叉耦合混沌系统设计了图象加密算法，该算法由置换算法和像素加密算法组成。 该图象加密算法，巧妙地将像素置乱和混沌加密两种技术结合起来。所用像素置乱算法采用“仿Feistel网络结构”，相比于传统的Arnold变换和幻方变换，大大提高了安全性。文章详细地给出了图像块分割大小算法、置换算法、像素加密算法以及基于混沌系统的图象解密算法的描述。 提出了一个完整的图像加密性能检测方法。该测试分为统计检验、密码攻击、敏感性测试和性能分析等。并详细地论述统计测试方法和检测图像密码学意义上是否安全的明文敏感性测试和密钥敏感性测试。这一套检测方法完善了图像加密算法安全性评判标准。 最后，本文通过Matlab和Delphi的混合编程，图像置换加解密器得以实现。实验结果表明这种算法具有加密效果好，安全性高，加解密容易操作等特点。