当今社会科技迅猛发展，信息已成为社会发展的重要战略资本。而密码技术是保证数据信息安全的一项关键技术，它的简单、快速、小同步误差扩散、安全性高等优异特性，受到政府和军事部门的青睐。因此研究与设计出更加安全、可靠的流密码加密算法是当前密码技术领域的研究热点之一。本文首先介绍了研究的背景和意义、细胞自动机与流密码的相关概念，基于现有加密算法，提出了一种基于混合细胞自动机的钟控生成器的设计方法，理论分析和初步实验结果表明该类钟控生成器的结构有良好的可扩展性，产生的伪随机序列具有统计特性好等优点，并且相对原来的流密码算法，此算法增加了抗蛮力攻击能力。接着用伪随机数产生的混沌序列分组与细胞自动机相结合设计出一种密钥流生成器，用该生成器产生的随机序列进行了图像的加密应用，通过对加密后的图像的各种性能指标的分析表明，该算法具有如下特点：加密后图像像素具有均匀的统计分布特性；密文和明文的相邻像素之间的相关性较小；具有一定的抗差分攻击和抗剪切攻击能力。因此，在图像保密通信中该结构有一定的应用价值。