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在分组迭代密码函数中，线性扩散层是实现密码系统扩散功能的重要部件，对密码函数的安全性起到至关重要的作用。本文基于分组迭代密码函数扩散层的基本特性，研究了线性扩散层设计方法及应用实现的相关问题。首先，总结与分析了典型密码函数扩散层的特点，以及构造扩散层的数学原理。在此基础上重点研究了递归扩散层的设计原理，并给出了该结构权值系数的算法实现和仿真实验结果。其次，通过对AES算法扩散层硬件实现的研究，给出了扩散矩阵与硬件执行效率之间的数学关系，并进一步分析了扩散矩阵设计的优化问题。最后，本文提出了利用合同矩阵和对合矩阵来构造扩散层的改进方案，改进的方案将更利于扩散层的硬件实现。