随着信息技术的发展和计算机网络的普及,信息安全显得尤为重要。考虑到传统密码学的不足和密码分析者破解水平的不断提升,基于混沌的数据加密技术正成为当前密码学研究的一大热点,并有可能成为密码学新的发展方向。 本文主要论述了基于混沌的数据加密算法的设计及其 FPGA 实现过程。在基于混沌的流密码设计部分中,详细叙述了基于 Logistic 映射的 CPRBS 发生器、LFSR 的设计以及整个流加密算法的 VHDL 描述,该算法 FPGA 实现后加/解密速度达 836Mbit/s,并通过了 FIPS 140-2 的安全性能验证;在 DES 算法的 FPGA实现及其混沌增强部分中,重点叙述了 DES 算法的 FPGA 设计过程,包括运算模块、子密钥生成模块以及控制逻辑模块的设计,并针对 DES 密钥空间不足和DES 算法本身的特点,提出了基于 Kolmogorov flows 增强 DES 的方法,使算法的密钥空间由原先的 56 位增加到 136 位。论文的最后设计了 EPP 模式的并行通信接口,实现了 PC 机与 FPGA 之间数据加密系统的调试验证。