图像在网络传播过程中易被拷贝与盗取,为保护图像传输进程的安全,用于图像传输的密码技术受到人们的高度重视。而加密算法是密码学研究中的基本技术,它在保证信息安全的过程中发挥了重要作用。非线性科学的混沌理论拥有伪随机性、遍历性和对参数与初值的敏感性,可与传统图像置乱与扩散加密相结合,完成图像加密。本论文在现有混沌密码学研究成果的基础上,提出基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的混沌图像加密方案。在图像置乱方面,通过研究经过不同轮次Arnold猫映射操作的图像像素相关性,得到最后的图像像素置乱方案。在图像扩散方面,通过研究改进的Logistic映射与线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR)联合生成的图像加密密钥,改善了以往硬件实现图像扩散比较困难的方案。本论文使用FPGA硬件电路实现混沌图像加密方案,该方案在赛灵思(Xilinx)Virtex-6系列xc6vlx240t型号平台上进行测试。设定工作频率200MHz,完成混沌图像加密解密工作。结果表明,原始方案得到的加密图像水平方向相关性系数和平均信息熵分别为0.8225和7.9793,改进后的方案在增加置乱迭代轮数和扩散的复杂度后得到的加密图像水平方向相关性系数和平均信息熵分别为0.0024和7.9980,其中平均信息熵是以万分位作为性能判断标志;通过与参考文献[39]和参考文献[49]方案对比,本论文的方案得到的加密图像相关性系数和平均信息熵相比更占优势,证明改进后的图像加密算法提升了图像加密的性能与安全性。因此本论文提出的基于FPGA的混沌图像加密算法设计具有广泛的应用前景。