互联网技术的快速发展使得网络上时刻存在着大量的隐私数据,因此如何设计一个安全且高效的密码算法就具有十分重要的研究意义和应用价值。混沌系统作为具备较优秀性能的非线性系统,能够改善传统密码算法存在的不足从而提高加密结果的安全性,而S盒作为密码算法中重要的非线性器件,其是否具备较高且均衡的性能对密码算法也存在着较大的影响。为了实现图像和文本数据在网络传输中的安全性和高效性,本文基于混沌系统和优化S盒进行密码算法的研究,主要研究内容如下:（1）针对混沌系统计算开销和轨道复杂性的冲突问题,构造了两个混沌系统并通过理论和实验分析验证了其性能能够满足密码算法安全性的要求。其中,轨道复杂性较高的四维连续型超混沌系统用来生成密码算法中的重要器件,而计算开销较小的二维离散型混沌系统用来生成加解密时所需要的伪随机序列,从而在确保密码算法安全性的同时尽可能提高加解密的速度。（2）针对S盒性能偏低或不均衡的问题,提出一种基于改进粒子群多目标优化的S盒优化算法。首先利用四维连续型超混沌系统和Arnold映射得到初始S盒,然后使用模拟退火算法中的Metropolis策略改善粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题,其次根据S盒非线性度的不同设计多目标分段适应度函数,最后对初始S盒进行优化从而得到优化S盒,经过实验分析证明得到的优化S盒具备较高且均衡的性能,能够满足密码算法安全性的要求。（3）针对目前研究的一些密码算法只能处理图像或文本数据以及开销过大的问题,提出一种基于混沌系统和优化S盒的密码算法。首先根据输入数据的类型执行不同的初始化操作,然后利用二维离散型混沌系统生成两组与明文高度相关的密钥流,保证混淆扩散效果的同时尽可能提高鲁棒性,最后按照S盒代换,移位置换以及轮密钥加的顺序完成加密。其中,图像数据使用动态P盒执行移位置换,文本数据则通过使用动态加扰后的静态P盒执行移位置换。经过理论和实验分析验证,本文研究的密码算法能够得到具备较高安全性的加密结果,并且具备较强的高效性和鲁棒性,能够较好的满足实际应用的要求。（4）本文基于以上研究内容设计并实现了基于混沌系统和优化S盒的密码系统。该系统将本文研究的密码算法进行了封装,能够实现图像和文本数据的加解密以及安全性分析,具有一定的应用前景。