相关随机数发生器是实现高速一次一密数字保密通信系统的关键组成部分。保密通信的安全性由熵源的随机性保障,即令攻击者无法确定密文和明文间的对应关系。目前广泛使用的是伪随机数发生器,其基于确定算法的特点导致只能提供有限的随机性,且未来快速提升的计算能力会对其安全性造成威胁。真随机数发生器通常将物理现象作为熵源,所以也称作物理随机数发生器。噪声和混沌现象同属于物理熵源,都可以产生高质量的随机数,其中混沌激光以其具备高带宽和可同步的特性而被用于产生高速相关随机数。目前的有关方案使用模拟光信号实现混沌同步,但受到信道特性影响,长距离同步仍然难以完成。相比之下,数字信号可以克服不足,实现长距离传输。本论文从模数混合电光反馈混沌熵源的设计出发,将模拟部分和数字部分有机结合,一方面利用数字信号产生具有高带宽和高动力学复杂度的模拟信号,另一方面通过安全的反馈过程从模拟信号中提取数字信号,并利用该信号实现远端实时响应,同步再生模拟信号,进而完成相关随机数序列的提取和后处理过程。文章主要论述了:（1）提出了模数混合电光混沌熵源的理论模型。模拟部分通过相位调制到强度调制转换过程将数字信号转换为幅度随时间振荡的模拟信号,数字部分通过模数转换器对该信号进行采样和量化,再通过数字域非线性变换处理产生新的数字信号并传输至模拟部分。（2）分析了模数混合电光混沌熵源的动力学特性。利用自相关函数、排列熵、最大李雅普诺夫指数等多种手段对数值仿真和实验平台中的混沌熵源系统进行了量化分析,并比较了不同器件和算法参数对分析结果的影响。（3）在实现混沌熵源长距离同步的基础上产生了相关随机数。比较了不同程度的器件参数失谐对信号同步再生效果的影响,验证了混沌熵源跨越100km和200km长距离同步的可行性,并通过直接量化和双阈值量化方法产生了相关随机数。（4）检测了随机数的随机性。NIST SP 800-22随机数测试标准的检测结果表明,经过适当后处理的随机数通过了所有测试项目。