图像数据安全一直都是网络信息安全领域面临的主要问题,物理设备计算能力的飞速提升,使得传统图像密码学方案的破解成为可能。混沌系统具有确定性、类随机性和初值敏感性等特征,能够应用于图像加密领域。压缩感知技术可以同时实现输入信号的压缩和加密,适用于多图像加密过程。本文提出了两种基于混沌和压缩感知的双图像加密算法,并对这两种算法进行仿真实验。具体的研究内容如下:提出了基于Henon混沌和压缩感知的双图像加密算法。该算法首先利用离散小波基对两幅明文图像进行稀疏表示,随后采用Henon混沌系统控制产生的观测矩阵对图像分别进行投影测量。经过压缩后的测量值在竖直方向隔行拼接为一幅组合图像。紧接着引入随机相位编码技术对组合图像完成像素扩散,最后利用约瑟夫斯置换对扩散后的图像进行像素置乱。解密步骤包括像素恢复、随机相位逆编码、SL₀算法重构和小波逆变换。仿真结果和安全性分析验证了该双图像加密算法的有效性和鲁棒性。设计了基于Logistic映射和解析稀疏表示的双图像加密算法。该算法通过2-DLogistic映射产生的混沌序列对稀疏字典进行改造,得到图像的解析稀疏表示。利用混沌系统产生的随机序列构造观测矩阵,对图像进行采样得到加密后的测量值。经过随机像素置换和Arnold变换后的两幅中间图像,在竖直方向上进行拼接。利用位异或操作和Zigzag扫描对合成图像进行像素转换和置乱,得到最终的密文图像。解密步骤包括Zigzag扫描、异或操作、Arnold变换、像素还原和SBI算法重构。实验结果和性能分析表明该算法具有稳定的安全性。