随着互联网的蓬勃发展,图像在网络上的传播变得越来越频繁。图像的安全问题也受到越来越多人的关注。由于混沌系统与密码系统之间拥有诸多联系,使得混沌系统在图像加密中的应用也越来越广。超混沌系统是一种比普通混沌系统的结构更复杂,随机性更高的非线性动力系统。因此,将超混沌系统应用于图像加密方案中能更好的保障图像加密方案的安全性,具有较高的研究价值。本文提出了两种基于超混沌系统的图像加密方案,并且通过大量的安全性分析实验验证了这两个算法的安全性。第一种为基于二维超混沌系统的图像加密方案。在该方案中,通过引入二维超混沌系统,能高效地生成性能优良的混沌序列。此外,与传统的混沌图像加密不同的是,该方案没有使用先置乱后扩散的加密流程。而是针对这种加密流程的不足,设计出了一种置乱、扩散互相影响的加密方式,使得置乱中有扩散,扩散中有置乱,有效地提高图像加密算法的安全性。第二种加密方案在第一种方案提出的置乱、扩散相互影响的加密模式的基础上,提出了一种基于五维超混沌的并行的图像加密方案。由于该五维超混沌系统具有比二维超混沌系统更多的参数,使得相应的图像加密方案具有更大的密钥空间,能更好的抵抗穷举攻击。与大多数高维超混沌系统不同的是,该五维超混沌系统具有三次非线性乘积项,能更好的抵抗参数识别技术的攻击。此外,与基于高维超混沌的图像加密方案相比,该方案通过图像的分级处理,使得同一级的像素能同时加密,提高了基于高维超混沌的图像加密方案的时效性。仿真结果和安全性分析表明,该方案符合安全性的要求且具有较高的明文敏感性,能够有效地抵抗攻击。