由于流密码的加密和解密方法简单,因此非常适合实时性高的流数据保密传输要求。流密码研究的关键问题之一是密钥流生成算法的设计。如何构造周期大、线性复杂度高、伪随机性好的密钥流序列是密码学者们重点关注的课题。论文重点研究密钥流生成算法的设计、伪随机序列的特性和测试、序列加密在PCM/FM再入遥测系统中的应用等问题。所做的主要工作和取得的结论包括以下几个方面：1.针对字符加解密算法存在特定明文串对应特定密文串的缺陷,提出基于两个移位寄存器相互干扰的改进算法和基于混沌序列的字符加解密算法。第一种算法是增加移位寄存器的个数使其轮流工作互相干扰,第二种算法是引入混沌序列来改变移位寄存器的初始状态。实例分析这两种加解密算法,结果表明,改进后的算法部分弥补了缺陷,增大了密文空间,提高了密文的破解难度。2.针对单混沌系统因计算机有限精度效应产生的混沌退化问题,提出一种多级混沌映射交替变参数的密钥流生成算法。该算法基于一维Logistic映射和二维Henon映射,以交错变参的Logistic映射的混沌迭代值的汉明重量来控制Henon映射输出密钥流。分析生成序列的平衡性、游程特性、相关特性及局部随机统计特性,结果表明,生成序列具有较好的随机性,并且难以预测,与单一的混沌映射相比,系统复杂度更高,保密性更强。3.基于线性同余原理,设计一种线性同余比较器。该同余比较器将两个独立的线性同余生成器结合起来,并用一个比较器来控制输出。将输出序列作为扰动信号,以异或函数叠加到混沌轨道来改善混沌系统生成序列的随机性。分析攻击者通过线性同余比较器生成序列来破解种子密钥的计算复杂度,及加入随机扰动后的混沌序列的平衡度、相关性及初值敏感性,结果表明,计算复杂度是呈指数幂增长的,线性同余比较器生成序列具有前向和后向不可预测性,并且该密钥流生成器具有较大的密钥空间,可以生成具有良好随机性的序列,可以有效地克服混沌序列在有限精度实现时出现的短周期问题。4.针对遥测系统,设计遥测数据加解密及密钥同步方案。该方案以帧为单位对遥测PCM数据源加密,将上一帧的种子密钥用于下一帧数据的加解密处理,并且保证收发双方的密钥同步。分析密钥同步的可靠性及系统误码率,结果表明,在误码率比较大的情况下,该方案可以提高加密系统的密码同步成功率。