迄今为止，利用混沌进行保密通信大致可分为两大类：第一类是基于混沌同步的保密通信；第二类是基于混沌序列的混沌数字保密通信。基于混沌同步的保密通信系统都是建立在Pecora和Carroll提出的驱动同步方案的基础上发展起来的，由于其接收系统是一个非自治系统，在输入不变的情况下是一个收敛系统，所以在Kerckhoffs准则下，从选择密文攻击出发，对其解密器(接收系统)进行分析，可以获得其密钥(系统参数)。基于混沌序列的保密系统是利用混沌映射产生的混沌序列作为流密码进行加密。由于混沌序列理论上具有无周期的特点，可以增大密钥流的周期。 随着各种混沌保密通信方案和密码系统的提出，一些学者对混沌保密系统的安全性进行了研究，破译了一些混沌保密通信方案，对混沌加密系统提出了挑战。如何利用混沌系统设计出具有高保密性的加密系统成为新的研究课题。 本文的主要工作包括： 提出一类基于前馈-反馈的数字混沌保密通信系统，并对该混沌保密系统进行了统计特性和安全性分析。理论分析表明该系统具有同步的功能和高保密性的特点。在提出的基于反馈-前馈的加密系统中，引入前馈结构使系统相当于两级加密，同时该结构相当于对输出序列进行扰动，显著地拓展了混沌序列的周期，增强了密码系统的复杂度。此外，引入了中间状态的初始值作为系统的密钥，大大地增大了密钥空间，增加了穷举攻击的难度。 根据“跳频通信”的原理，提出了采用时变密钥的混沌流密码产生器。利用不同的种子密钥对不同时段的信息加密，可以有效地拓展密码流的周期，减少有限精度对混沌序列周期造成的影响，并与周红提出的m序列扰动进行了比较。比较结果表明：采用时变密钥的方法设计的混沌序列产生器可以有效地拓展输出混沌序列的周期，并且周期长度与混沌系统的变化参数有关。理论研究和模拟结果表明，该混沌序列加密方法具有较好的保密性并且便于软硬件实现。 根据数字图像加密的特点，利用混沌系统在相空间内的特性，提出了一类基于可逆混沌映射的图像加密方法。该方法利用了混沌映射的轨迹在相空间内拉伸和折叠的特点，通过多次对图像的坐标和像素值的操作，实现数字图像的“混淆”与“扩散”，达到图像加密的目的。通过置乱变化对图像的坐标进行变换，打乱图像的分布；利用混沌映射，通过对图像的像素值进行变换，使其分布均匀，防止利用统计特性进行分析攻击。 数字水印技术是目前信息加密的热点，结合混沌动力系统的特点，提出了一种基于混沌编码的数字易损(脆弱)水印技术。利用混沌对初始条件和参数敏感的特点，对代表多媒体内容的信息进行混沌编码，将多媒体本身的内容信息嵌入到多媒体本身。编码后的水印将对多媒体的内容和编码器的密钥具有敏感性。多媒体内容的变化和不正确的密钥都会直接影响嵌入到多媒体本身的水印信息。利用混沌映射对图像内容进行编码产生水印信息可以实现图像的防伪与认证，可以有效地实现对窜改位置的确定。