近年来,数字信息通信相关技术不断发展,数字图像的存储与传输已然成为常态,其安全问题成为关注重点。图像具备数据信息量大、图像相关性强等特点,使得文本加密方法用于图像加密后安全性和效率得不到保障。研究者就需要根据图像特性构建具有针对性的加密算法。进化算法具有良好的鲁棒性和优化特性,用于图像加密能够进化得到高安全性能的加密图像或者最佳的密钥。细胞自动机拥有丰富的运算规则和复杂的非线性动力学特征而被广泛应用于图像加密领域。混沌系统具有对初值的高度敏感性和良好的伪随机特征,同样被广泛用于密码学领域。本文对进化算法、细胞自动机和混沌等加密技术进行了深入研究,并在此基础上改进得到两种图像加密方案:（1）根据遗传算法、一维细胞自动机、Lorenz超混沌和Logistic映射的特性,改进出一种图像加密算法。该算法先通过Lorenz超混沌得到伪随机序列,将原图像通过该序列进行置乱。之后选择八种细胞自动机规则,使用该伪随机序列,通过映射获得新的伪随机序列。而后使用该序列进行扩散,从而获得初始加密图像。然后使用Logistic映射进行再次加密得到初始种群,使用遗传算法进化得到优化的加密图像。（2）根据教学优化算法、二维可逆细胞自动机、Lorenz超混沌和Logistic映射的特性,改进出一种图像加密算法。该方案首先使用Lorenz超混沌生成伪随机序列,原图像根据该序列进行置乱,而后将图像进行比特分割,将高比特位图像进行可逆细胞自动机迭代,低比特位图像进行异或扩散,合并得到初始加密图像。将初始加密图像作为初始种群,使用教学优化算法进化出Logistic映射加密的最佳密钥,使用该密钥加密得到最终加密图像。以上两种算法均采用二次加密,仿真表明,在分别以相关系数和信息熵为代价函数的条件下,相关系数能够达到10-6,更接近0。信息熵能够达到7.998017和7.998161,更接近理想值8。算法密钥空间大,能够有效的抵抗差分攻击和噪声攻击等典型攻击,具有良好的加密效果和安全性。