为提高图像加密算法抵御穷举攻击、统计分析攻击及差分攻击的能力, 提出了一种改进的基于混沌的分块图像加密算法, 并用于矩形灰度图像加密。该算法通过对外部密钥分组生成Logistic映射初始条件并迭代生成混沌序列, 有效增强了密钥的敏感性。提出三向散布并结合像素值替代算法能够明显增强算法抵御差分攻击的能力; 同时为增强算法的鲁棒性, 采用反馈机制修改密钥。实验结果表明, 该算法较二维混沌图像加密具有更高置乱度, 且能够有效抵御穷举攻击、统计分析攻击及差分攻击。