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密码是信息安全的核心,流密码是一类重要的密码体制,是密码学的一个研究热点,它不仅广泛应用于传统的政治和军事领域,也广泛应用于商业保密通信中,在保障安全通信中发挥着重要作用。本文从以下几个方面展开了研究:1)分组密码的输出反馈模式(OFB)和计数器模式(CTR)可以作为流密码。本文对这两种工作模式进行了比较和讨论,CTR模式较OFB模式有较多优势。对AES、Camellia和SHACAL2算法的这两种模式进行了两种自相关检测,以考察其伪随机性。测试结果表明:AES-256、Camellia-128和SHACAL2的OFB和CTR模式都具有良好的伪随机性。2)流密码算法RC4存在相关密钥产生相似输出的缺陷,其改进算法RC4*也存在这个缺陷。本文通过采用伪随机化化的S盒、伪随机数挪用、引入密钥长度,随机选取密钥元素置乱S盒等方法提出了一种改进算法RC4#。测试表明RC4#算法的雪崩效应优于RC4和RC4*算法;另外RC4#算法的效率比RC4*算法的效率高。3)SEAL算法的密钥编排采用单向散列函数SHA-1对三个表进行填充,速度相对较慢,限制了其应用。本文对其密钥编排方法进行了改进,分析了其安全性。速度测试表明,新的密钥编排的速度是原先的8倍左右。统计测试表明采用新的密钥编排方式,算法产生的密钥流序列具有良好的伪随机性。4)基于表状态选择的流密码算法的设计受到人们的关注。本文自行设计了一个基于表状态选择的流密码算法ICE,对其进行了安全性分析,算法ICE能抵抗TMD攻击、猜测-确定攻击、相关攻击、线性分析等攻击。速度测试表明ICE比RC4、AES、SNOW2还要快。依赖性测试表明ICE算法是完备的,频率测试表明算法ICE的输出服从均匀分布。Run测试、线性复杂度测试、随机游程测试等一系列测试结果都满足要求,说明算法的伪随机性较好,从而验证了其安全性。