数字图像加密是一种在加密函数与密钥共同作用下,将有意义明文图像转换为杂乱无章类噪声密文图像,用以对传输中秘密图像进行保护的技术,在图像信息安全中起重要作用。基于混沌的图像加密算法向来是图像加密领域的研究热点,现有的基于混沌系统的图像加密算法虽然在一定程度上提高了图像加密算法的性能但仍然存在很多不足:①现有的加密算法大多针对的是密钥安全性而没有考虑解密位置限定性;②一些图像加密算法未考虑待加密图像明文属性,导致不同加密图像,使用相同密钥,经历的图像加密环节都相同,因此存在恶意攻击者选取特殊模板攻击加密算法的风险;③一些图像加密算法尽管引用了待加密图像明文属性但采用的加密环节固定,安全性较低;④传统加密方法关注的是加密算法的破译难度,而对加密图像遭受主动攻击后的自恢复能力考虑较少,一些基于图像像素位置置乱的图像置乱方法尽管具备一定恢复能力,但仅拥有有限的恢复能力。针对以上问题,所完成的工作如下:1)提出了一种有向面积和扑克牌映射的解密区域限定图像加密方法。所提算法首先根据解密位置最小外包获得最小外包稳定点,并通过稳定点、待加密图像MD5和SHA-1值以及用户密钥来产生随机三角形并通过三角形有向面积产生中间加密参数;其次利用中间加密参数产生Logistic和Henon映射初始参数,驱动Logistic映射产生与待加密图像等大随机图像;最后利用Henon映射和随机图像对随机选定的待加密图像行列进行扑克牌映射置乱和全局异或加密来生成加密图像。同现有方法相比,所提方法对解密位置限定,使得加密图像仅能在特定范围才能解密,同时引入了明文属性和随机图像,使得不同加密图像经历的加密环节均不同,提高了安全性。2)提出了一种结合零水印和块分类融合的自恢复图像加密算法。所提方法在加密时,首先依据待加密图像小块频域交变系数能量和将小块划分为4类并保留对应的交直流系数作为恢复参考矩阵;其次将位置置乱小块的参考矩阵副信息和原位置小块的主信息相融合,依据编码矩阵获取融合小块的认证信息;再次将分别置乱的融合前小块直流分量、块类型和融合小块认证信息作为第3方公信方存储的零水印;最后由融合小块重构图像并进行全局位置置乱生成加密图像。在恢复时,首先重构融合小块,利用主副信息认证关系和零水印恢复主信息并重构解密图像。同现有图像加密方法和基于像素位置变换的图像置乱方法相比,所提方法既可对图像进行有效加密,还可对信道攻击进行一定恢复,从而具备更高的应用价值。