人类自进入21世纪以来,对计算机网络的探索也进入了一个崭新时代,数字化信息被人们广泛应用于各个领域,并与人们的日常生活和工作发生密切联系。但与此同时,信息的非法窃取和篡改、信息在使用的过程中遭到破坏以及计算机病毒和网络黑客的破坏行为,给信息发送、传递和接收带来了严重威胁。传统的加密方式则需耗费大量的资源,作为信息的主要传播载体,图像信息传递的安全性也备受人们关注。因此本文以研究数字图像加密为主要内容。传统的数字图像加密方法如DES算法、IDEA算法和RES算法等存在严重的不足,其忽略了图像信息具有容量大、冗余度高的特点。基于混沌系统的信息加密技术能够抵御攻击者肆意攻击,但因其密钥空间小,容易被攻击者成功破解,所以此类算法安全性不能满足研究者的要求。因此本文设计了一种基于魔方理论对数字图像加密算法,主要工作包括以下几个方面:(1)根据目前数字图像加密技术存在密钥空间小、易被攻击的不足,提出了基于魔方理论对数字图像进行加密,可有效的对原始图像像素进行置乱。通过理论推算,对加密技术存在密钥空间小的问题得到了改进。采用MATLAB实验分析,验证了该理论的可行性并且能够抵抗各种非法侵入者的攻击,提高图像信息传递的安全性。(2)在之前所提出的魔方理论加密算法上做以改进。在加密过程中连续迭代魔方加密系统求出加密数据流,将加密数据流与置乱后的原始图像进行异或运算。对传统加密算法密钥空间小的缺陷得以改进,并且可有效抵挡攻击者的攻击。再引入了数字水印技术,将加密成功的图像利用数字水印技术进行嵌入到另外一幅图像中,提高了秘密图像的隐藏特性。(3)针对当今社会名书画造假形势严峻问题,提出了一种保护名书画防伪研究的思路以彩色图像为例,将彩色图像进行三基色分离,采用二维离散小波变换对分离出的各个基色进行二层分解,最后得到其低频分量进行加密。本章提出的加密、解密算法简单易实现。最后对全文进行了总结,并指出本论文中的不足之处以及今后进一步的研究方向。