混沌具有传统密码学的基本特征。为了把混沌应用到工程实践当中，提出了一种混沌与传统密码AES算法相结合的混合加密算法，基于这种算法设计出了一种基于ARM(S3C6410)处理器的移动存储设备(如U盘、SD卡、移动硬盘等)混沌加密器，实现了对移动存储设备内秘密文件数据信息的加/解密，提高了秘密信息的安全性。此加密器拥有良好的人机交互界面，提供了安全的登录界面和多种加密方式的可供用户选择的功能界面。可以使用不同的混沌系统作为密钥发生器，相同混沌系统又可以设置不同参数和初值，极大地提高了系统的安全性。本文的主要研究内容如下：(1)为产生性能良好的可供信息加密使用的混沌数字序列，提出了一个新的连续混沌系统和一个双切换开关混沌系统。在对这两个混沌系统基本动力学特性分析的基础上，研究了其数字化实现技术，基于FPGA平台设计了一种混沌伪随机序列发生器，产生的混沌伪随机序列通过了NIST标准的统计测试，具有良好的随机特性。(2)为了寻找新的混沌系统，研究了基于记忆电阻构成的混沌系统。对一个三次光滑特性忆阻器混沌电路的基本动力学特性进行了深入分析，包括平衡点集及其稳定性，暂态混沌及其状态转移，提出了一种克服暂态混沌从而产生稳定混沌的方法，并基于FPGA研究了忆阻器混沌的数字化实现问题。(3)在加密系统中，设计和实现了混沌流密码和混沌-AES混合算法。其中，混沌-AES混合算法设计了两种加密方法，分别是混沌数字序列作为AES基密钥的加密方式和混沌数字序列替换AES密钥扩展的加密方式，对移动存储设备内的文件进行加密，详细的介绍和分析了加密算法的设计方法和实现思路。(4)为了保证设计的加密器的安全性，对混沌流密码和混沌-AES混合算法进行了必要的安全性分析。其中，AES算法的安全性通过强力攻击、渗透攻击、差分分析和线性密码分析等方面进行分析，并且对混沌数字序列进行了全面的NIST性能测试。(5)对基于Qt/Embedded的移动存储设备混沌加密器进行设计和实现。针对系统设计和实现过程中的开发板选择、开发环境、交叉开发环境的搭建、系统框图、软件流程图和GUI( Graphical User Interface)软件图形界面进行了详细的介绍，并且用设计和实现的加密器进行了相关实验验证，证实了系统的安全性和可靠性。最后，对系统的安全性和加密速度进行了具体的研究和分析。