Данный материал посвящён актуальной на сегодняшний день проблеме эффективной реализации защищённых информационных систем. В статье проводится пристальный анализ известных алгоритмов работы информационных систем, а также авторами предлагается собственный вариант системы, в основу которого положена ассоциативная адресация памяти и шифрование данных с помощью детерминированных хаотических процессов. Произведена реализация информационной системы разработанной структуры на программной платформе Java, её исследование по основным характеристическим показателям, показана эффективность описанного подхода. Результаты проведённой работы представляют интерес как с научной, так и с практической точки зрения.