随着Internet的发展，信息安全问题越来越受到人们的重视。加密算法是信息安全领域的一项关键技术，因而许多专家、学者都在积极地研究更加安全、可靠的加密算法。 本文在研究元胞自动机的理论和分析现有加密算法的基础上，提出了一种基于元胞自动机的公钥加密算法。该算法把四个一维可逆元胞自动机作为私钥，而把由这四个一维可逆元胞自动机通过运算构造出的一个Moore型二维元胞自动机作为公钥。本文通过理论分析，证实了该算法的正确性和可行性。算法的仿真实验表明，该算法能够较好地完成公钥加密体制中的加密、解密过程，是一个较有发展前途的公钥加密算法，具有实用价值。在该算法的基础上，采用耦合元胞自动机的理论，本文又提出了一种基于耦合元胞自动机理论的公钥加密的算法，这种算法可以极大地增加密钥空间，有效地抵御蛮力攻击。 最后，通过分析本文提出的基于元胞自动机的公钥加密算法的特点，本文指出了该算法应该通过硬件方式来实现，适合在网络环境中来使用。