混沌学是非线性科学的一个重要分支,密码学是信息安全领域的重要学科。混沌密码学是一个跨域了混沌学和密码学两个领域的学科,是密码学的一个新的分支。本文对混沌密码学进行了深入的研究,并设计和研究了一些新的混沌密码系统。本文主要内容如下:提出了一种新的基于多个一维混沌映射的对称加密算法。该算法利用一个混沌映射与加密任务的关联表来实现多个混沌映射与多个加密任务的动态组合,同时利用了多混沌系统的伪随机特性和对密钥的敏感依赖性,获得密码系统良好的混淆和扩散特征,有效地为明文的安全提供保障。设计了一个新的面向多明文的混沌密码系统。该加密算法专注于一次批量加密多个明文的特殊应用。该密码算法通过在加密过程中建立被批量加密的多个明文之间的相互依赖关系,使得这些多明文以及它们的多个密文之间相互制约,有效地防止了攻击者对多报文实施各个击破式的攻击。该加密算法同时利用了多混沌映射所带来的良好伪随机特征,进一步提高了明文的安全性。提出了一个基于分段线性映射和耦合映射格子的混沌流密码系统。该密码系统利用了分段线性映射和耦合混沌映射格子的优点,同时引入了M序列的扰动以防止混沌系统的动力学退化造成的安全问题。该系统可以有效地生成伪随机特性良好的二进制序列,并用其对明文进行加密。分析了一个现已提出的混沌密码系统,找出了它的安全缺陷,同时提出了一个有效攻击该混沌密码系统的方法。一种对该密码算法进行改进的方案同时被提出,它在不影响原密码系统效率的前提下,消除该密码系统的安全缺陷,使其能够抵御前面所提出的攻击方法,提高了该密码系统的安全性。