第三代移动通信系统中的安全问题越来越得到广泛地关注，除了话音业务外，电子贸易、电话会议、电子商务、网络服务等新型业务将成为3G的重要业务点，这些新业务对安全性的问题要求很高，比如在电子商务中用户的身份信息、密码等敏感信息如果被窃取，会对用户造成很大的损失。本文详尽分析了现有的3G安全体系结构，及其网络接入安全机制。在重点深入研究用户身份认证过程和AKA鉴权过程的基础上，分析了现有安全体系的缺陷，研究发现了国际移动用户识别码(IMSI)存在安全隐患。由于IMSI携带用户身份信息、位置信息、业务信息等，一旦泄露将给用户带来很大的麻烦，因此本文结合混沌系统特有的有界性、对初值的极端敏感性、长期不可预测性、遍历性等优势，将混沌系统应用于IMSI加密，提高3G的安全性和保密性。进一步针对现有IMSI加密方案的弱点提出了基于Logistic映射的IMSI加密方案，利用Logistic映射产生的混沌序列对IMSI进行加密，并对此加密方案进行了理论分析和实验论证，在最后提出了此方案的应用场景，将其应用到民防物联网中使该网络更加安全。