随着计算机网络以及通信媒体的迅猛发展,人们的交流方式正在发生改变,通过网络传输的图像、视频、语音等数字信息越来越多。由于数字图像表达的信息十分丰富,且内容具有直观性,其已成为多媒体中表达信息的重要手段,成为人们目前交流的主要表达方式。因此信息的保密问题也日渐显现出来。若不加以保护,将会导致个人信息甚至国家机密的泄露。此时需要对图像信息进行保护,即对图像加密。针对传统加密方法密钥空间小、易被破解的问题,采用密钥空间大,安全性高的混沌系统对图像加密具有重要意义。目前具有更为复杂动力学特征和拥有高敏感度的系统控制参数和初始密钥的超混沌逐渐进入人们的视野,因此在加密数字图像时应用超混沌系统,不但可以增强图像的加密效果还可以增大密钥空间、提高加密安全性以及抗攻击性。本文在混沌理论的基础上,充分发挥超混沌系统具有的优势,提出了一种基于超混沌系统和Radon变换的混沌系统图像加密算法,并引入Hilbert曲线和图像位平面实现加密,通过实验仿真检验了两种算法的安全性。第一种加密算法是基于Hilbert曲线置乱和超混沌系统的图像加密方案。在该方案中,利用了Hilbert曲线的空间填充特性和Radon变换的投影谱特性,并和伪随机性强、高初值敏感性的超混沌系统结合。在置乱阶段,利用Hilbert曲线实现像素值的局部置乱,超混沌系统序列实现像素值全局置乱,使得像素位置的分布规律被打乱。在扩散阶段,使用超混沌序列实现像素值的正向扩散和逆向扩散,充分改变像素值的大小。最后将其与混沌序列做按位异或操作,输出密文图像。经过实验仿真,通过相关性、直方图、信息熵、差分分析等安全性分析,可知加密图像的抗攻击性强、安全性高。第二种加密算法是基于Radon变换和超混沌Rossler系统的图像加密方案。在该方案中,选择明文图像的像素值作为Kawakami超混沌系统的初始值,超混沌Rossler系统的初始值通过明文图像的像素值和Kawakami超混沌系统生成的混沌序列值决定,不仅增强了超混沌系统对明文图像的依赖性,密钥的安全性也得到有效提高。在置乱过程中,将超混沌Rossler系统生成的其中两组混沌序列设成与明文图像大小一样的两幅图像,并将其与明文图像进行位平面分解与合并和,再进行Radon变换图像加密;在扩散过程中,将超混沌Rossler系统剩余的两组混沌序列进行按位异或,再与置乱图像进行按位异或;最终将得到的三幅图像看作彩色图像的红、绿、蓝分量,再将三通道合并,最终输出彩色图像作为密文图像。经过安全性能的检验,该加密算法的密钥敏感性较强,抗差分攻击能力较好,加密图像安全性更高。