針對原有Amold數(shù)字圖像加密算法中常見的密鑰空間不足的問題，提出了一種基于稀疏矩陣的Amold數(shù)字圖像加密算法-SMA；同時為了進一步提高該基于稀疏矩陣的Amold數(shù)字圖像加密算法的安全性，利用圖像分層及三層加密結(jié)構(gòu)的思想來加以改進，提出了安全性提升算法-3SMA（3 round SMA）。SMA算法的加密流程首先利用Amold變換將明文圖片擴散到一個較大的稀疏矩陣中，再去除稀疏矩陣中的無效元素得到密文；解密時輸入密文圖片，依照預(yù)先計算好的對換表將密文中的像素調(diào)整回原來的位置得到明文。3SMA算法使用三個不同的輪密鑰，每一輪都處理明文圖像中的兩個顏色分量以達到加密的目的。實驗表明，與已有的Amold數(shù)字圖像加密算法進行對比時，SMA與3SMA算法具有更高的安全性。