为了准确分析混沌伪随机序列的结构复杂性，采用谱熵算法对Logistic映射、Gaussian映射和TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列复杂度进行了分析。谱熵算法具有参数少，对序列长度N(唯一参数)和伪随机进制数K鲁棒性好的特点。采用窗口滑动法分析了混沌伪随机序列的复杂度演变特性，计算了离散混沌系统不同初值和不同系统参数条件下的复杂度。研究表明，谱熵算法能有效地分析混沌伪随机序列的结构复杂度；在这三个混沌系统中，TD-ERCS系统为广域高复杂度混沌系统，复杂度性能最好；不同窗口和不同初值条件下的混沌系统复杂度在较小范围内波动。为混沌序列在信息安全中的应用提供了理论和实验依据。

针对图像传输中存在诸多安全问题，提出图像加密很有必要。首先给出了常见的对图像的行加密以及列加密的算法及仿真，为了进一步确保图像的安全性，重点给出了混沌序列的特点，利用其非线性及其初值敏感性对图像进行了加密及解密操作。本文以Logistic映射为例，通过对其密钥算法的分析，利用MATLAB仿真发现该方法更加可靠难以被破译，并且密钥增加方式更为灵活。从而进一步确保图像传输的安全性及可靠性。

运用排列熵算法分析了离散混沌系统产生的混沌序列和混沌伪随机序列的复杂性,讨论了混沌系统参数对序列复杂性的影响情况。研究表明:多次粗粒化后得到的混沌伪随机序列保持了原有混沌序列的复杂性特点;与Logistic系统和Henon系统相比,TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列的复杂性大且相对稳定,是一个极具密码学应用价值的安全混沌系统。

针对单混沌系统因计算机有限精度效应产生的混沌退化问题，提出了一种多级混沌映射交替变参数的伪随机序列产生方法。该方法基于一维Logistic映射和二维Henon映射，用交错变参的Logistic映射的混沌迭代值的汉明重量来控制Henon映射输出的混沌迭代分量。生成序列通过仿真表明，符合Golomb三个随机性公设要求及局部随机性统计检验要求，可作为密钥流序列应用到加密体制中。

将模糊关系的概念引入混沌伪随机序列复杂度的测度方法之中,提出了一种新的混沌伪随机序列复杂度测度方法——模糊关系熵(fuzzy relationship entropy,简记为F-REn)测度方法,并推导了F-REn的两个基本性质.仿真结果表明,该测度方法能够有效测度混沌伪随机序列的复杂度,与近似熵(ApEn)测度方法和符号熵测度方法相比,F-REn测度具有更加好的对序列符号空间的适用性、更加小的对测量维度的敏感性和更加强的对分辨率参数的鲁棒性.