本文讨论了随机数发生器的设计，包括随机数发生器的应用背景、国内外的技术现状、典型的设计和分析方法。在此基础之上，结合国内的应用需求和集成电路技术水平，提出了一种随机数发生器的设计方案，运用混沌理论对这个方案加以分析。用电路设计和软件模拟两种手段实现了这个方案。同时，对随机序列的处理方法也有所讨论。 第一章说明了随机数发生器的典型应用场合，尤其是在安全信息系统中的应用，从保密通信中的两个信道的特点得出安全信息系统对随机数发生器的性能要求。第二章讨论了随机现象和随机数的特征，分析了随机数发生器的衡量标准及其可实现性，给出了随机性序列的后验测度的统计学依据。第三章给出了随机数发生器的通用设计方法，给出了几个典型方案。第四章介绍了随机系统的两种典型分析方法。并给出了一个数学模型，作为设计随机数发生器的混沌模型，对这个模型加以仿真和性能分析。第五章从随机源的角度讨论了电路中的随机噪声，并将随机电噪声应用到第四章中的数学模型中。第六章用电路实现了前两章设计的数字物理噪声源方案，分析了每个模块的性能。最后两章讨论了随机序列的后处理和测试方法，并总结了全文。 电路的理论分析和芯片随机性测试的结果表明，基于上述方案设计的随机数发生器能够输出满足密码学要求的随机序列，同时电特性满足用户的要求。