分组密码是密码学中的一个研究热点,在实现数据加密、消息鉴别、认证及密钥管理中有着广泛的应用。随着DES的颁布实施,分组密码成为密码学中两个基本研究方向之一。随后,分组密码的设计与分析在AES计划和NESSIE计划中又得到了广泛而深入的研究。而在SHA-3计划中,一半以上的Hash函数的设计都借鉴了分组密码的设计思想,而这一举动势必会推进分组密码的进一步发展。本文通过研究现有的分组密码,设计了一个普通分组密码和一个轻量级分组密码。SHACAL-2算法是当时入选NESSIE的四个分组密码算法中的分组长度和密钥长度最长的,适用于一般的网络与信息系统安全中。本文为了加快SHACAL-2的扩散和混乱,对该算法从修改密钥扩展函数和修改迭代函数两方面做了修改。通过依赖性测试表明改进后的算法提前一轮实现雪崩效应。模差分攻击分析表明,该算法的18步差分攻击的时间复杂度由O(214)提高到O(227)。效率测试表明改进后的算法效率也有略微提高。RC6入围了美国AES征集活动和欧洲NESSIE分组密码征集决赛。近来RC6因其自身的特点也用在了数字图像、云环境中。分组密码算法RC6要6轮加密可充分满足雪崩效应。本文通过互换RC6算法轮函数中的两个字母,使其提前一轮实现雪崩效应,并且通过卡方测试和差分分析表明算法的安全性也有所提高。由于修改后的算法与RC6的差异只是交换了2个字母,所以修改后算法的效率与RC6相当。AES为新的数据加密标准,对其的研究与分析一直是密码学中的一个热点。本文通过借鉴AES算法设计思想,设计了一个适用于一般网络与信息安全系统中的普通分组密码FWTS。FWTS算法的整体结构采用Feistel结构。通过依赖性测试、差分分析和不可能差分分析表明FWTS满足现代分组密码的安全性要求。通过效率测试FWTS的加密效率要高于AES。本文通过借鉴PRESENT算法的设计思想,设计了一个轻量级分组密码SFP。SFP算法的整体结构采用了Feistel结构。通过依赖性测试、线性分析、差分分析和密钥编排攻击表明SFP算法满足轻量级分组密码的安全要求,并且其硬件实现需要1355GE,也满足资源受限环境的需求。通过效率测试SFP算法的软件实现效率约为PRESENT算法的2倍。