图像加密是多媒体安全保护最有效的方法,在数据隐藏、安全认证和内容保护等方面有着广泛应用。近年来,随着一些学者对混沌加密算法的深入研究。它将取代传统的加密方案,成为新的图像加密算法的首选。因此越来越多的结合混沌系统的图像加密算法被不断的提出,但这些技术不是耗时长,明文敏感性不够强,就是混沌系统设计的不够好。比如,一些加密算法利用连续超混沌系统作为加密混沌系统的选择。虽然在保证混沌序列随机性的同时提高了加密算法的安全性,但时间成本太高。所以,迫切需要设计一类新的加密算法,既可以提高明文敏感性又可以减少时间开销。论文通过设计新的加密置乱及扩散算法,提出了几种新的图像加密方案,与现有加密算法相比,主要特点是提高了密钥的敏感性及加密算法对明文图像的敏感性。具体研究内容包括:1.提出了一种位级置乱乘法扩散（BLSMD）结构的图像加密方案。首先将输入图像分解为8个位平面,然后随机分成3个部分。其次,利用二叉树、翻转和循环索引分别实现了各部分的置乱过程,不仅可以有效地对像素值进行置乱,而且可以对每个像素内的位进行置乱。最后,利用GF（257）域乘法对置乱结果进行扩散,得到最终加密结果。置乱和扩散操作严格依赖于密钥和明文图像,这将大大提高算法的安全性。2.提出了一种基于循环索引表置乱和分区扩散（CITSPD）的图像加密算法。首先,通过基准序列的生成,循环移位和换位,得到循环索引表。其次,将明文图像变换为小波系数,并用循环索引表置乱。然后利用不同噪声对置换后的图像进行干扰,并进一步划分为四个子区域。最后,对子区域进行正、逆分区扩散,得到最终加密结果。该算法的主要特点是:混沌密钥流和加密过程对明文高度敏感,能够有效抵抗选择明文和已知明文攻击;通过设计不同逆向扩散与正向扩散方案,有效抵御噪声攻击;通过尽可能增大小像素值和减小大像素值,有效地增强扩散效果。实验测试和安全性分析证实了方案的优越性。3.设计了一种基于区域像素值置乱和Huffman编码的图像隐藏加密方案。方案由置乱-扩散结构的加密算法和基于载体图像的加密图像隐藏两部分组成。置乱部分基于对CITSPD置乱方法的改进,即将块区域内的像素值置乱到了其他的块区域,以降低相邻块区域相关性;基于参数微调法提出了一个改进扩散算法性能的方法,该方法在有效结合明文图像和密钥的同时,很好的提高了扩散算法的效果;将得到的加密图像隐藏在载体图像中,实现图像信息的安全加密。