在信息时代的今天,随着通信技术和网络技术的高速发展和广泛应用,越来越多的信息在网络上传输,信息的安全与保护问题显得愈发重要,使得密码学理论与技术成为信息科学与技术中的一个重要研究领域。近年来,许多研究者发现,混沌和密码学之间存在着内在的密切联系。混沌系统对初始条件极端敏感,能够产生大量的具有类随机性、相关性、复杂性和较宽频谱等优良密码学性能的序列,为数据加密提供了一种新的有效的手段。但混沌密码学作为新兴的交叉学科,它尚处于初期发展阶段。尽管已经有许多混沌加密方案提出,但混沌密码学的方法还未完全成熟。本文的研究就是在这样的背景下进行的,对可应用于混沌密码系统中的混沌映射、混沌序列密码体制、用于生成密钥的混沌随机数发生器等关键问题进行了探讨。首先,本文系统介绍了混沌、现代密码学的基础理论,以一维Logistic映射为例,详细讨论了描述混沌的主要特征量和基本特性;重点分析了从低维到高维的三种常见典型混沌系统的特性;着重介绍了序列密码的基本原理、方法、特点。针对一维混沌加密算法密钥空间小,安全性不高等缺陷,本文选用Logistic映射耦合生成的二维超混沌系统作为研究对象,把研究的重点放在超混沌序列在数据加密的应用中,以期在混沌数据加密算法研究方面做出一些有益的努力和尝试,同时对超混沌在数据加密的应用研究做一些探索。然后,采用美国Altera公司推出的快速FPGA开发环境DSP Builder作为设计工具,介绍了在该环境下进行数字系统设计的一般方法。在分析了目前混沌序列发生器硬件实现方法的基础上,利用该工具对二维超混沌序列发生器进行了建模设计。仿真分析证明,该方法极大的简化了硬件实现流程,开辟了一条新的DSP处理器及系统的设计方法,为设计具有自主知识产权的DSP处理芯片做了有意义的尝试。最后,本文对研究工作的继续深入进行提出了设想。