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本文对基于混沌随机数发生器的AES一次一密系统及其FPGA实现进行了研究。文章提出了一种新的AES实现方法和电路实现方案；提出了一个量化AES硬件实现方案安全性能的公式，并基于这个公式对比了我们的方案和国外几种AES硬件实现方案的综合性能；结合振荡器采样法和离散时间混沌法提出了一种新的混沌随机数发生器，其数据吞吐量最高可达8Mbps；提出了混沌随机数发生器和改进的AES电路，给出了一种新型的AES一次一密系统的实现方法，在FPGA上实现了该系统，其最高数据吞吐量可达559Mbps。