因为数字图像具有数据容量大和像素相关性强等本质特征，所以不能采用文本加密算法进行数字图像加密。混沌具有的如对初始条件的敏感性和类随机性等优良特性，和密码学中的混淆与散布概念密切相关。首先针对单一混沌加密系统安全性较差的问题，将Logistic映射与Chebyshev映射相结合，提出一种基于双混沌映射系统的灰度图像的加密算法。利用外部密钥分块生成初始条件与系统参数，在分组密码的基础上提出三向散布与像素值混淆操作，有效提高了加密系统对统计分析攻击和选择明文攻击的抵御能力。然后针对三维空间上的彩色图像进行加密具有运算量和空间需求较大、加密效率较低的问题，将彩色图像转换为三个层上的二维灰度图像进行处理，从而提高了加密效率。为了提高加密系统的复杂性和鲁棒性，将混沌序列改进为一种均匀分布的序列，获得了具有理想伪随机特性的双混沌系统。利用双混沌系统生成的混沌序列有效实现了像素混淆与扩散。最后通过实验结果证明了两种图像加密算法在保证效率的前提下，具有较高的抵御穷举攻击、统计分析攻击和选择明文攻击的能力。