随着网络技术的发展和信息技术的进步,人们对网络的依赖性日益突出,同时信息安全问题也越来越重要。虽然众多学者们在信息安全领域的研究中取得了巨大的成果,但随着理论研究的不断深入,相应的破译方法也层出不穷。传统的安全认证系统面临着严重的安全危机,寻找新的理论与新的方法迫在眉睫。混沌作为一种天然的密码系统,有着其独特的特性,最大特点就在于系统对初始条件的高敏感性,也即是说,系统的未来行为是不可预测的。随着混沌理论研究的逐步深入,基于混沌理论的加密技术逐渐成为当前研究的热点。但是现有的大部分混沌加密技术都是基于耗散混沌系统,而耗散混沌系统由于其自身的吸引子结构导致的缺陷,使得其在保密通信的实际应用中存在许多隐患,而对于保守混沌系统,由于没有吸引子结构,无法通过密文进行重构预测,因而安全性更高,更适合于密码学应用。本文旨在研究基于保守混沌系统的密码理论与方法,主要包括基于保守混沌系统的图像加密算法和Hash函数构造算法两方面。　　 本文提出一种新的基于保守混沌系统的图像加密算法。利用给定初始值与参数的离散standard映射生成混沌序列,使用混沌序列构造改进的魔方变换对图像进行置乱,并对各象素点的灰度值与混沌序列进行链式循环异或。算法设计简单、易于实现,避免了耗散混沌系统的固有缺陷,改进了魔方变换的置乱方法,克服了仅使用置乱方法加密图像的缺点,仿真试验与分析表明具有较高的安全性。　　 本文提出了一种基于保守混沌系统的单向Hash函数构造方法。将明文按固定长度划分成一组消息块,各消息块依次使用标准映射进行多轮迭代,每轮迭代结果与明文块共同确定下一轮迭代的两个初值与迭代步数,取其最后一轮混沌序列的适当项,映射为128位Hash值。理论分析与仿真实验表明,这种基于标准映射的Hash函数具有较好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性,较基于低维的耗散混沌映射的Hash函数更为安全,且易于实现。　　 最后,使用插件技术实现了混沌加密平台,对本文提出的图像加密算法与Hash函数构造算法进行演示。同时该软件具有良好的扩展性,以便新算法的加入。