在互联网时代,越来越多的信息通过图像为载体进行传输,非法访问、窃取等行为对数据的安全性构成了极大的威胁。在医疗、金融、军事等领域,数字图像的安全性要求极高,其安全传输问题成为人们一个重要的关注焦点,图像加密技术是用来保证图像安全的有效方法。本文设计了两种安全可行的基于DNA运算和混沌映射的图像加密算法。本文工作如下:(1)提出了一种基于随机DNA编码和时空混沌映射的图像加密算法。为了生成更具混沌特性的伪随机数列,该算法利用Tent-Sine混沌映射(TSS)结合加权耦合映像格子来构造一种新的时空混沌映射。用图像的SHA-256的哈希值来产生算法的密钥,用Lorenz、Logistic和TSS混沌映射产生算法所需要的参数。在进行图像的DNA编码与运算过程中,使用二维成对Logistic混沌映射来随机决定图像的编码规则和运算规则。在密钥流的控制下,对DNA运算后得到的DNA序列矩阵进行DNA随机解码获得最终的加密图像。通过实验测试结果显示,该图像加密算法具有较好的安全性,有较强的能力抵御统计分析攻击、差分攻击和选择明文攻击。(2)提出了一种基于DNA交叉和变异操作的图像加密算法。该算法采用分段线性混沌映射和三维Arnold映射作为密钥发生器。首先在密钥流的控制下,对明文图像像素值执行扩散操作。然后通过模拟基因重组过程中的DNA交叉和DNA变异操作,进一步对DNA矩阵序列进行置乱和扩散。在该加密算法中,密钥流与明文图像建立了联系,使得产生的密钥流依赖于明文图像,故系统能够有效的抵御差分攻击、已知明文攻击和选择明文攻击。经过实验测试表明,该算法能够抵御常用攻击手段,且具有较好的安全性。经过实验测试以及对比分析验证了本文提出的两种加密算法的安全性,从各个评价指标的对比结果证明了本文两种算法的安全性。对今后图像加密技术的研究有一定的参考价值。