随机数在计算机科学的各个领域里一直被广泛使用,尤其是在密码学领域中,其随机性的好与坏直接影响到对数据加密、数字签名、身份认证等的安全性。特别是它作为密钥被用于信息系统的时候,这一点显得十分突出。事实上,系统通常使用的随机数基本都是由伪随机数生成器产生的,这种伪随机数生成器通常是由专门设计的算法以及具备良好随机性的信息作为输入来实现的。本论文主要研究基于高级数据加密标准AES的伪随机数生成器的设计与实现,并探讨所设计的伪随机数生成器的具体应用。首先,本文以AES为核心工具,采用CBC工作模式设计了一个伪随机数生成器。该伪随机数生成器以计算机当前系统的毫秒级时间、纳秒级时间和CPU使用率作为随机信息源。对随机输入信息进行明文、密钥和初始向量的划分,并根据所需输出的随机数的范围和数量确定明文分组数,各明文分组经过AES加密生成密文分组,对密文进行切分和变换即可输出特定范围及数量的伪随机数。其次,对所设计的基于AES的伪随机数生成器进行实现,并对其性能进行了分析。在性能分析方面分别进行了伪随机数生成器产生伪随机数所消耗时间的检测、NISTSP800-22标准检测、频数检测和数值分布检测。通过对大量实验结果的统计分析,证明本文所设计的伪随机数生成器具备性能稳定且产生的结果具备随机性好、独立性好、均匀性好等特点。最后,利用基于AES的伪随机数生成器的设计原理和思路,将所设计的伪随机数生成器应用到抽奖系统和密钥生成系统上,并对这两个应用系统进行设计与实现。实验结果表明,这两个应用系统运行稳定,能满足实际中对抽奖和密钥生成的随机性需求。