混沌密码学作为一门融合了混沌理论与现代密码学的交叉学科,自从二十世纪80年代末以来便引起了各界研究者的广泛关注。尤其在大数据背景下,图像混沌密码作为一种新型密码技术,在网络安全领域的隐私保护方面大放异彩,拥有广泛的应用前景。但是相较于现代密码学,混沌密码学的发展时间较短,导致了其缺乏从理论上衡量混沌密码算法安全性能的标准,使得许多在研究初期提出的混沌密码算法都存在安全漏洞且受到破解,这极大的限制了混沌密码学的发展。为提高混沌密码算法的安全性,本文对两个图像混沌加密算法进行了密码分析,发现其存在的安全缺陷,并根据此提出了相应改进建议。本文的主要工作内容如下:1.对2015年提出的一个结合图像像素值改变和位置置乱的图像混沌加密算法进行了安全性分析。该算法基于置乱—扩散—置乱结构,对明文图像先后采用比特置乱、比特扩散、像素置乱以得到密文图像。原文献对密文做出一些统计上的安全分析和实验仿真,以此声称该算法具有较强的抗攻击能力。经过分析后发现,比特置乱加密对于密码分析者是无效的加密过程,整个加密过程仅与密钥有关,与所加密明文无直接或间接的关联,易受差分攻击。基于此,采用了差分分析结合选择明文攻击方法成功破解该算法,并对该算法提出了若干改进建议。理论分析和实验结果表明,本章提出的攻击方法无论是计算复杂度还是数据复杂度都较低。2.针对2019年提出的一个基于比特立方和拉丁立方的图像混沌加密算法进行了密码分析。该算法采用了置乱—扩散—置乱结构,主要特点是首先利用混沌序列构造有限域,然后根据有限域运算生成拉丁立方实现图像加密。此外,该算法还根据扩散后密文的统计特性,采用不同置乱规则进行第2次置乱。然而,该算法中拉丁立方的生成与明文无关,在扩散阶段存在导致该算法易受差分分析的漏洞。以此成功实施了选择明文攻击,理论分析和实验结果表明,攻击的时间复杂度与数据复杂度都较低。