混沌（Chaos）是一种看似随机的不规则运动,作为20世纪物理学最伟大的三大革命之一,混沌自被发现和提出以来一直受到科学家和学者们的广泛关注。复混沌系统是对实混沌系统的状态变量在复数域的拓展,复混沌系统与实混沌系统相比具有双倍变量,更宽广的维度和更为复杂的混沌特性。因此复混沌系统生成的混沌序列伪随机性更好,信息承载能力也更强。密码学（Cryptography）作为信息安全领域的研究核心,在如今大数据时代的作用愈发重要。混沌系统和传统密码学在结构上的相似性使混沌密码学应运而生。因此,本文在提出了两种新型复Logistic映射系统后,将该系统与传统分组密码和传统流密码相结合提出了两种轻量级的密码算法。本文主要内容及创新点如下:（1）复Logistic映射及其特性分析与研究首先,在实Logistic映射的基础上,将其状态变量拓展到复数域,提出了二维滞后复Logistic混沌系统（2D-lag complex Logistic map,2D-LCLM）,并从数学模型、不动点及其稳定性、分岔图、Lyapunov指数图、混沌吸引子图等方面对该系统进行了混沌特性分析;其次,在2D-LCLM的基础上将实参数拓展为复参数,构建了复参数二维滞后复Logistic混沌系统（2D-lag complex Logistic map with complex parameters,2D-LMCP）,并研究了该系统的混沌特性。（2）基于2D-LCLM的流密码算法流密码具有明文长度和密钥长度一致的特征且该密码便于实现、加解密速度快,因此本文提出了一种基于2D-LCLM与流密码相结合的彩色图像密码算法。本文先将彩色图像分成R、G、B三信道,再将每个信道中像素点的灰度值用8位二进制数表示作为明文数据流;其次,将2D-LCLM的初值、参数值及灰度值之和作为密钥,使系统具有“一次一密”的特性,以抵抗选择明文攻击;再通过数学运算用混沌系统迭代生成的伪随机序列构造整数序列和位置序列,并以比特为单位对图像中像素点的值和位置进行替换及置乱。仿真实验及性能分析测试结果表明,该算法优于其他算法。（3）基于2D-LCLM的数字分组密码算法针对流密码中明文和密钥必须等长且扩展性较差的缺陷,提出了基于2D-LCLM和分组密码相结合的数字密码算法。分组密码算法适应性强且其种子密钥的长度是任意的,该算法主要通过混乱（confusion）和扩散（diffusion）操作以混淆明文和密钥。该算法主要采用广义Feistel密码结构,通过轮函数F中的动态S盒和DNA编码规则对数据进行非线性操作,再通过每轮包含的换位操作和输入、输出处的P置乱达到置乱效果。2D-LCLM中的初值、参数及加密轮数作为密钥被加密、解密端共享,且密钥随明文自适应变化,是“一次一密”的。在该密码算法中分组长度为64bit,每轮作用于F函数的轮密钥为16bit,加密轮数仅为6轮,这些均保证了算法是简单易行的且能在资源有限条件下使用。文本和图像数据的仿真实验和性能分析结果表明该算法性能优良。综上所述,本文围绕复Logistic混沌系统及其在数字密码算法中的实现展开研究,提出了二维滞后复Logistic混沌系统,并分别构建了基于二维滞后复Logistic映射的流密码和数字分组密码算法,为轻量级混沌密码算法的研究提供了新思路。