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随着智能终端设备的普及和通讯技术的迅猛发展,信息在网络上的传输变得越来越便捷。数字图像因具有直观、形象、生动的特点,在网络上作为主要的信息载体之一,被人们广泛的使用。但是在当前复杂的网络环境中进行信息传输,存在着信息泄露的风险。保护图像信息安全最有效的方法就是对图像进行加密。混沌系统具有伪随机性,对初始值和参数的敏感性、遍历性等良好性能,被证明适用于图像加密领域。DNA编码技术具备可并行性、存储容量大的特点,是一种高效的智能加密算法。本文针对混沌系统和DNA编码的图像加密算法的研究现状,提出了三种基于混沌系统和DNA动态编码技术的安全有效的图像加密算法,主要内容如下:(1)提出了一种基于随机数嵌入和DNA动态编码的图像加密算法。首先,对明文图像嵌入随机数,进行预处理操作。然后,对预处理后的图像进行DNA动态编码,随后,利用混沌序列生成置乱的位置序列对明文图像DNA编码后的序列完成置乱操作,在置乱过程中引入明文相关的DNA固定特征信息来扰动置乱序列的生成。之后,对明文图像的置乱后的DNA序列和混沌系统生成的掩码序列进行DNA异或操作完成扩散。最后,对扩散DNA序列进行DNA动态解码,得到密文图像。算法经过实验仿真和安全性分析证实可以用于图像加密领域。(2)提出了一种基于自更新变换和双随机三维矩阵置乱的图像加密算法。首先对图像进行自更新变换操作,然后利用混沌系统和明文信息生成DNA编码规则,对图像进行DNA动态编码。在DNA编码结束后,将DNA序列转化成三维DNA矩阵,进行双随机三维矩阵置乱。接着对置乱后的三维矩阵依次进行平面扩散和DNA解码操作,得到密文图像。算法经过实验仿真和安全性分析证实可以用于图像加密领域。(3)提出了一种基于矩阵半张量积和DNA序列双重交叉置乱的彩色图像加密算法。首先对彩色图像进行RGB三分量分解,然后利用半张量积对图像做分块自适应的预处理。接着,对经过预处理操作后的三个彩色分量进行DNA编码,得到三个DNA序列。利用DNA序列特征值和混沌序列来选择交叉序列和交叉点,对DNA序列进行双重交叉,即彩色分量之间的两两交叉和彩色分量内序列的前后交叉,其消除三个彩色分量之间的强相关性。接着,对经过交叉后的DNA序列做DNA互补循环操作,元素的突变位置可以在三个彩色分量上的任一分量上,元素的突变结果可以变成ATGC中任一元素。最后,对突变后的元素进行DNA解码操作,合并三个彩色分量得到密文彩色图像。算法经过实验仿真和安全性分析证实可以用于图像加密领域。