高速发展的信息时代使数据加密的必要性日益突显,混沌加密是当今加密领域的研究热点,使用混沌系统与传统加密算法相结合可以提升算法的安全性,但是此安全性严重依赖于混沌序列特性,因此研究改善混沌序列的方法是非常必要的。本文在研究有限精度对混沌序列的影响后,提出了一种改善混沌序列随机性的新方法——周期性随机参数扰动法。通过周期性对混沌参数施加随机的扰动,使混沌系统更复杂,序列更具随机性。本文通过大量实验分析验证了周期性随机参数扰动法的可行性,证明了此方法对于有限精度下的混沌序列随机性有明显的改善效果。之后将此方法应用于Chen超混沌系统并和AES算法相结合设计了一种改进的AES算法。在FPGA平台上设计了具有完备端口和合理时序的改进型AES算法模块。同时,将设计完成的改进型AES算法模块应用于实际,最终实现了一个完整的USB加密解密系统。