Las cajas de sustitución son el factor clave en los criptosistemas de clave simétrica que determina su capacidad para resistir diversos ataques criptanalíticos. Crear cajas de sustitución fuertes que tengan múltiples propiedades criptográficas sólidas al mismo tiempo es una tarea desafiante para los criptógrafos. Una cantidad significativa de investigaciones se ha llevado a cabo sobre las S-boxes en las últimas décadas, pero se ha encontrado que las S-boxes resultantes son vulnerables a diversos ciberataques. Este documento propone un nuevo método para crear S-boxes robustas que exhiban un rendimiento superior y posean altas puntuaciones en múltiples propiedades criptográficas. El método híbrido de S-box presentado en este documento se basa en el mapa caótico del circuito de Chua, autómatas celulares bidimensionales y una estructura de grupo de permutación algebraica. La S-box propuesta tiene un excelente rendimiento en términos de parámetros de seguridad, incluyendo una no linealidad mínima de 102, la ausencia de puntos fijos, la satisfacción de la independencia de bits y los criterios de avalancha estricta, una uniformidad diferencial baja de 5, una probabilidad de aproximación lineal baja de 0.0603 y una función de autocorrelación de 28. El análisis de la comparación de rendimiento indica que la S-box propuesta supera a otras técnicas de S-box de vanguardia en varios aspectos. Posee mejores atributos, como un mayor grado de seguridad inherente y resistencia, lo que la hace más segura y menos vulnerable a posibles ataques.