En las últimas décadas, la transmisión de datos a través de un canal no seguro ha resultado en un aumento de la tasa de hacking. La necesidad de hacer que los datos multimedia sean más seguros está aumentando día a día. Se han desarrollado numerosos algoritmos para mejorar la eficiencia y la robustez en el proceso de cifrado. En este artículo, se presenta un algoritmo de cifrado de imágenes novedoso y seguro. Se basa en un mapa logístico caótico modificado (CLM) que proporciona la ventaja de requerir menos tiempo computacional para cifrar una imagen de entrada. El algoritmo de cifrado se basa en la idea de Shannon de utilizar una red de sustitución-permutación y un pad de un solo uso para lograr una secrecía ideal. El CLM se utiliza para la sustitución y la permutación para mejorar la aleatoriedad y aumentar la dependencia de la clave de cifrado. Se realizan diversas pruebas estadísticas, como análisis del espacio de claves, análisis de complejidad, análisis de sensibilidad, criterios de avalancha estrictos (SAC), análisis de histogramas, análisis de entropía, análisis de la media de la desviación absoluta (MAD), análisis de correlación, análisis de contraste y homogeneidad, para ofrecer un análisis comparativo del algoritmo propuesto y verificar su seguridad. Como resultado de diversas pruebas estadísticas, es evidente que el algoritmo propuesto es más eficiente y robusto en comparación con los anteriores.