混沌现象由美国气象学家洛伦兹(Lorenz)于1963年首先发现，其后迅速发展成为一门新兴科学。混沌科学与其他科学相互渗透，在各个学科领域均得到了广泛的应用，被认为是20世纪物理学的三大成就之一。混沌是指在确定性非线性系统中出现的类似随机的行为，混沌系统的最大特点在于系统的演化对初始条件十分敏感，从长期意义上讲系统的未来行为是不可预测的。混沌系统的特性恰恰符合现代密码学随机数发生器的特征，另外混沌信号的非周期性连续宽带频谱，类似噪声的特性，也使它具有天然的隐蔽性，将混沌应用于信息安全领域有着十分广泛的应用前景。 本文对基于混沌的信息加密方法进行了较为全面的研究，并针对目前的一些加密方案进行了改进。 为了选用合适的非线性系统产生混沌，并判定用于信息加密中的信号为混沌信号，本文对混沌理论及用来判定混沌系统的一些特征量进行了研究，并实现了用来计算各种混沌系统李雅普诺夫指数的工具软件。 一种序列随机特性的好坏是衡量它是否适用于加密的一个重要标准。为了测定不同混沌序列的随机特性，以便选用合适的混沌序列，本文根据美国国家标准技术研究所(NIST)制定的一套随机特性测试标准，编程实现了一套随机特性测试软件，对几种二值混沌序列进行统计分析。 混沌信号产生便捷并且具有很好的随机特性，将混沌序列用于图象信息加密有很好的加密效果，但现有的一些基于混沌的图象加密方式难以抵抗已知明文攻击。本文提出了一种新的基于混沌的图象加密方式，能够抵抗已知明文攻击，使得加密安全性得到很大提高。 基于混沌同步的保密通信方案是一种全新的保密通信方式。1990年，Pecora-Carroll首先提出了基于混沌同步的保密通信方案，方案利用了混沌信号所具有的优良特性，具有很高的安全性，之后又有很多文献对该方案进行了改进。本文对基于混沌同步的保密通信方案进行了仿真，并对该类方案的仿真结果进行了评估。