随着互联网的发展,信息安全越来越受到人们广泛的重视,如何确保传输信息的安全成为一个亟待解决的难题。混沌系统具有复杂的动力学特性,混沌信号具有对初始值的高度敏感性、类噪声特性等性能,使其在保密通信中具有广阔的应用前景。要提高混沌在保密通信领域的实用性,混沌序列的产生与混沌信号的同步是其关键的技术。超混沌系统具有更复杂的结构和行为,利用所产生的超混沌序列进行加密可提高信息传输的安全性。混沌同步是保密通信中的一个关键技术,理论上已经提出了许多同步方法,但在实际信息的传输中却难以实现,这已成为混沌实际应用中的最大障碍。本文以此为背景,做了一系列的研究工作,并取得了相应的研究结果,本文的主要工作有:(1)在研究Sprott系统的基础上,通过引入外加状态反馈项获得一个改进的混沌系统。对构造的混沌系统进行了动力学特性分析,包括平衡点、耗散性、分岔特性、稳定性以及Lyapunov指数等特性分析,同时设计了相应的模拟混沌电路,通过电路实验获得了与仿真相符的混沌吸引子,验证了混沌系统的特性。(2)为了提高混沌系统的复杂性,在Lorenz混沌系统的基础上,提出了一个新的超混沌系统,并对其进行了基本的动力学特性分析。同时设计了相应的模拟电路,在EWB软件上进行了仿真验证。(3)为了实现混沌序列的数字化,分别利用模拟电路和数字电路对混沌系统进行数字化实现。其中深入研究了基于FPGA的混沌系统的数字化实现,分别对构造的两类混沌系统进行了离散化处理,结合DSP Builder,从FPGA开发板中获得了实际的混沌数字序列。为了获得性能优良的数字随机序列,利用NIST测试包对混沌与超混沌数字序列进行了随机性测试分析,得到的超混沌数字序列的性能符合测试标准,适合应用到保密通信之中。(4)研究了一种混沌序列的同步方法,通过UDP/IP协议在Linux平台下实现了两机之间的混沌序列同步。设计了一种基于UDP/IP协议同步的单工混沌语音保密通方案,在Linux环境下实现了语音数据的同步和加/解密,进行了实验验证,并对其实验结果进行了分析。