随着互联网技术的飞速发展,以及网络普及率的日益上升,越来越多的信息在网上传播,网络已逐步成为了人类信息交流沟通的主要途径。图像信息作为多媒体的最主要的信息在网上越来越流行,图片信息安全问题也随之出现。因此图片的所有者在互联网上传输图片时,就必须对发送的图片做可靠的加密技术进行处理,防止被非法窃取或恶意涂改。因此图片加密及隐藏技术便应运而生,已广泛应用到政府、国防、金融以及安全隐私等诸多领域,并发挥着越来越重要的作用。由于图像信息拥有数据量大,冗余度高,像素间相关性强等特点,所以DES、AES等传统加密算法不再适合于图像加密。图像加密算法必须适应于图像的特点,常用的算法是在图像空间域、频率域或者两者同时进行置乱。这类算法操作简单不会引起数据膨胀,降低了图像像素间的相关性,实现了图像加密。窃取者如果不知何种置乱方法,基本上难以通过穷举法恢复原图像。目前典型的图像置乱算法有Arnold变换、幻方变换、仿射变换、面包师变换、Hilbert曲线、Gray码等,但这些典型的置乱算法存在诸多缺陷,如置乱算法内在具有周期性,密钥空间小,加密算法和密钥没有严格的分离,加密算法不能公开,这些都不满足现代密码学要求。针对上述问题,本论文主要工作体现于以下三个方面:①对几种典型的置乱算法进行了重点研究,分析了其加密、解密思想,算法的优点与不足;②提出了基于宏观分区的图像置乱算法,针对几种典型的置乱算法不足之处加以改善,引入了混沌系统方程作为密钥的生成算法,因此加密算法本身便可和密钥分离开来,加密算法也可以公开,遵循了Kerckhoff假设,满足了现代密码学要求;③提出了基于微观分区的图像置乱算法,实现了图像的空间域与频率域的同步置乱,加快了置乱速度。对相邻像素的值变换采取循环迭代运算,使得相邻元素像素间依赖性更强,从而提高了明文敏感性,能有效抵御差分攻击;④为验证置乱效果和安全性能,结合图像加密算法的评价标准,对几种典型算法以及本论文提出的算法,从理论上进行了分析,并从实验上进行了仿真验证。结果表明,提出的算法具有更好的置乱效果和安全性能。