图像加密在社会生活、经济、医疗、气象、军事等领域有着广泛的应用。可逆映射是一种图像加密算法,它利用混沌的拉伸与折叠思想,通过置乱明文图像像素的位置或者同时置乱像素位置和像素值,实现图像加密。本文研究Line-map可逆映射,可以高效率的置乱图像信息,与传统DES加密算法相比,该算法具有更快的加密速度,与SCAN语言和Baker map加密方法相比,该算法具有更高的图像置乱效率和更大的密钥空间,密钥敏感度更高,而且算法的泛化性更好。本文在深入研究Line-map映射的拉伸和折叠过程的基础上,推导了一类具有混沌特性的二维可逆映射算法,构成了二维可逆映射集合,设计了基于该集合的图像加密算法。通过分析拉伸和折叠映射的轨迹,对所提出的图像加密算法进行了算法的优化,从而降低了映射算法的计算复杂性,提高了图像加密算法运行速度。本文提出了一类三维可逆映射图像加密算法。对于灰度为N的灰度图像,用8个二进制位表示N,则按照灰度的位分成8个二进制图像,然后拼接成一个大的二进制图像,再应用二维可逆映射对该二进制图像进行映射,实现图像加密,这一过程同时实现了图像加密的2个操作:图像像素的置位和混淆。三维可逆映射图像加密算法继承了Line-map图像加密算法的优点,同时改进了原Line-map图像加密算法只能实现图像像素的置位,不能实现混淆的不足。本文对所提算法进行了大量的仿真分析,证明了所提图像加密算法的正确性和有效性。