自媒体时代图像信息应用广泛,同时图像安全问题值得关注。在众多图像加密方法中,混沌系统的初值敏感、不可预测等特性都非常适合运用到图像加密当中。Logistic、Chen等混沌系统全部属于低维系统,它们是通过少量初始值和少量系统参数迭代而成,相比之下高维超混系统有更多初始值和参数,这些都可看作密钥,并且有至少2个的正Lyapnuov指数,这也说明动力学系统更加复杂,多维的混沌序列互相牵制,使得破译者破译难度成指数增长。本文首先介绍了混沌理论和Lorenz系统族群,重点介绍了本文用到的五维Lorenz超混沌系统。其次,提出两种新的预处理方法,双“sort变换”和“邻域旋转加密”。后者解决了传统扩散加密不需要密钥,仅凭两张原图和对应密图就可以解密所有图像的弊端。再次,提出三种加密算法,第一种是基于数字签名的Contourlet图像加密算法。用MD5值控制序列的初值,使密钥与明文有紧密的联系,防止所有图像用同样一段序列加密,提高了算法对明文的敏感性,有效的抵抗差分攻击。第二种是基于超混沌与改进AES的图像加密算法。用混沌序列替代原有的轮密钥加,防止破译者一旦得知某一轮密钥,就可以通过公开的密钥扩展算法得到全部密钥。第三种是基于超混沌的图像频域隐藏算法。利用高频分量存储信息量小的特点,将原始图像隐藏到介质图像的高频分量中,得到的加密图像是清晰的介质图像,为破译者设置障碍。最后通过Matlab仿真实验表明,本文提出的三种方法都能有效处理图像加密解密课题,加密置乱效果好,解密后还原度高,同时具有一定的抗攻击能力。