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针对多层可逆元胞自动机（LRCA）加密算法密钥空间小且结构简单的问题，该文提出了一种改进可逆多层元胞自动机（ILRCA）分组加密算法。将4个初等可逆规则标记后，在每轮迭代前生成关于规则的伪随机序列作为密钥，并引入移位变换，达到了一次一密的加密效果，且有效地扩充了密钥空间。实验结果表明，伪随机序列和移位变换的引入，使得该文算法中任一位明文的改变都引起超过50%的密文变化，与高级加密标准（AES）和 LRCA 相比较，加密速度快、扩散效果更好。