随着信息技术的高速发展,计算机技术和网络技术已融入人们的日常工作和生活,各类重要信息小到个人隐私大到国家机密都可能经由网络进行传输,一旦信息安全系统受到破坏将严重影响到社会的发展甚至是国家的稳定,因此如何保障信息安全无误地进行传输一直是计算机安全领域研究的热点。AES是21世纪最主流和通用的加密标准,具有执行效率高、稳定性好、灵活性强等优势,广泛应用于电子商务、加密硬盘、网络传输加密等领域。然而,近几年出现一些AES算法被攻击的现象,暴露出其S盒简单等缺陷,因此传统的AES算法有待进一步的改进。本文以信息加密为背景,针对传统AES算法易被攻击的问题,设计了 AES安全处理系统,并利用混沌神经网络改进了S盒的结构,实现循环轮密钥间的混沌关系,增加了密文的破解难度。在设计过程中,首先,本文利用VHDL硬件语言,基于FPGA设计了 AES加解密系统,按照自顶向下的思路,将系统分为加解密模块、密钥扩展模块和控制调度模块,其中加解密模块又包括S盒替换、行移位、列混合和循环密钥异或四个子模块;其次,为了解决S盒简单的缺陷,本文利用混沌神经网络改进S盒的结构,根据训练样本和logisitic函数确定神经网络的权值,并将输出序列替换传统S盒;再次,本文将各个模块整合成安全处理器模型,对系统空间映射进行分配,并采用Nios Ⅱ处理器实现了各模块的关联调用以及计算机的通信控制。最后,利用Quartus Ⅱ 13.0对系统进行综合布线和仿真测试。测试结果表明,该模型能够满足AES加解密系统的要求,并在一定程度上提升了算法的安全性能和计算速率。本文基于FPGA技术研究并设计了混沌神经网络安全处理器模型,实现了 S盒的混沌特性,提升了系统抗攻击的能力。系统具有重构性好、电路结构简单、占用资源少等优点,实用性较强,在安全加密等领域具有良好的应用前景。