随着多媒体通信和计算机技术的飞速发展,安全的信息传输变得越来越重要。图像可以直观地承载大量的数据,在信息传递中起着至关重要的作用。图像在传输或存储过程中很容易被攻击者窃取,造成一定的信息泄漏,因此保障图像信息的安全传输受到了人们的极大关注。为了解决因只能加密单幅图像而导致加密效率低的问题,研究安全高效的多图像加密算法具有重要的应用价值。本文基于分数阶变换和混沌系统提出并实现了两种多图像加密算法。论文的主要研究内容如下:基于混沌系统和二维线性正则变换设计了一种非线性多图像加密算法。利用轮廓波变换分别提取四幅灰度图像的低频子带,再将这四个子带合成一维序列,并将其与二维Logistic映射产生的混沌序列进行置乱。在二维线性正则变换域中,利用相位截断和相位保留将得到的图像加密为类白噪声图像。最后,对类白噪声图像进行基于二维Logistic映射的异或操作,得到密文图像。以二维线性正则变换和Logistic映射的参数为主要密钥,扩大了多图像加密方案的密钥空间。另外,混沌系统的初始值与原始图像相关,进一步提高了算法的安全性。相位截断和异或操作为非线性过程,提高了多图像加密方案抵抗选择明文攻击的能力。数值仿真结果验证了所提出的多图像加密方案的有效性和可靠性,具有良好的性能。结合混沌系统和保实离散分数角度变换提出了一种非线性多图像加密方案。首先,对四幅灰度图像进行二维提升小波变换,分别提取四个近似系数。将保实离散分数角度变换应用于由四个近似系数合成的矧阵,得到一个实值图像。接着,利用DNA序列操作改变图像的像素值。最后,用 Logistic-Sine系统产生的混沌序列对生成的图像进行置乱,得到密文图像。此外,混沌系统的初始值是将原始图像的统计信息作为SHA-256的输入计算而得的,这进一步提高了算法的安全性。DNA序列操作为非线性过程,增强了多图像加密方案的鲁棒性。通过仿真实验验证了该算法的安全性,并且可以有效地抵抗噪声攻击、选择明文攻击、统计分析攻击等常见攻击。