混沌现象普遍存在，它揭示了非线性科学的共同属性：有序和无序的统一，确定性和随机性的统一。近年来，随着混沌理论研究的不断深入，混沌理论的应用已经成为目前国内外关注的学术热点和前沿性课题，特别是目前混沌理论研究以及其在保密通信、网络信息系统安全方面的应用研究引起了信息界的广泛关注。由于混沌信号具有非周期、连续宽带功率谱和类噪声的特点，因而使其特别适用于保密通信领域。本文从系统设计的角度出发，围绕混沌在保密通信中的应用，对基于混沌流密码的蜂窝保密通信和基于时空混沌同步的扩频通信在密码流和扩频码生成算法以及系统优化设计等方面进行了研究，所作的工作主要包括以下几个方面： 首先，结合国内外研究的现状和发展趋势，系统的论述了混沌理论的发展历史、混沌的定义和混沌的特性。对典型的混沌系统进行了深入地分析和数值仿真研究，着重研究了混沌分析识别技术，对现有的混沌分析识别技术进行了仿真，并在此基础上完成了典型混沌系统Lyapunov指数仿真计算。对混沌理论在保密通信中的应用方案以及目前存在的问题进行了总结性的综述。 然后，在理论分析和仿真验证的基础上提出了两个算法，两个应用设计：一、一种基于混沌的流密码算法，并设计了这种算法在数字蜂窝网中实线保密通信的具体应用方案。二、一种基于中心同步的时空混沌同步扩频码生成算法，并设计了该扩频码在扩频通信中实现保密通信的具体应用方案。 最后，在大量的实践的基础上，从工程实现的角度，总结了混沌在通信中应该注意的一些优化设计细节。