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随着Internet技术与多媒体技术的飞速发展，越来越多的信息通过网络来传输，数字图像已经广泛地应用于人们的生活。然而应用的越广泛，它的安全性就显得越重要，数字图像的安全性已经成为信息社会的迫切要求。 混沌是非线性动力学系统所特有的一种运动形式，混沌具有的特性：对初值条件或控制参数的敏感性：伪随机性以及混沌映射产生的轨迹长期不可预测性。这些特性与密码学的优良特性相吻合，使得混沌理论及其在信息安全中的应用已经成为国际上的热门研究课题，具有十分重要的理论意义和实际应用价值。 本文较为系统地介绍了混沌的基本概念和相关知识，并针对混沌理论在图像信息安全中的优势，对基于混沌的图像加密算法和基于混沌的数字水印算法进行重点研究，取得了以下主要成果： (1) 提出基于一维分段混沌映射进行图像置乱的方法，运用多个一维混沌系统实现图像加密，并且引入了一维Logistic混沌映射生成动态参数，增加了安全性。由于在对图像的置乱过程中避免了反复寻址的问题，提高了加密速度，加密效果好。 (2) 提出基于一维分段混沌映射生成置乱矩阵的方法，并运用二维Henon混沌映射对图像像素灰度值替换以实现图像加密，结合了低维和高维的混沌映射，密钥空间大，加密速度快，加密强度高。 (3) 提出了一种结合DCT和DWT变换域的盲数字水印方案，并引入混合混沌序列作为数字水印，提高了水印的安全性。这种数字水印能够经受住噪声、滤波及玉缩攻击，有很强的鲁棒性和透明性。 最后论文分析了当前在混沌加密与数字水印研究中存在的问题，并指出了进一步的研有方向。