随着CAESAR竞赛的发起,认证加密成了对称密码学中的一个热门的研究方向。序列密码加解密速度快,软件实现简单,硬件实现规模小,适合传输大量数据。同样地,基于序列密码的认证加密算法具有相同的特点。本文主要研究了基于序列密码的认证加密算法的设计方法和分析方法,完成的具体工作如下:1.介绍了认证加密的概念,总结了认证加密算法的设计原理,通过比较传统的合成认证加密方式和CAESAR竞赛中的认证加密方式,发现同时具有认证和加密功能的认证加密算法更安全高效,其中基于序列密码的认证加密算法的优势更加突出;根据消息和非线性状态更新函数的关系,总结了不同结构的序列密码的设计方法;介绍了CAESAR中两个典型的认证加密算法:FASER和MORUS。2.研究了基于序列密码的认证加密算法的攻击方法:猜测确定攻击、代数攻击、线性区分攻击、差分攻击和伪造攻击,其中,伪造攻击主要用于攻击算法的认证部分,其他四个主要用于攻击算法的加密部分。介绍了FASER128算法的猜测确定攻击,并对MORUS算法实施了线性区分攻击和伪造攻击。3.设计了一个基于序列密码的认证加密算法——BRIDGE,BRIDGE算法使用了模2³²加法、异或和循环移位三种操作;该算法中两个函数ARX和MIX分别提供了良好的混乱性和扩散性。4.分析了BRIDGE算法的安全性,对算法进行了2轮线性分析、2轮选择IV差分攻击和碰撞伪造攻击,结果表明该算法能够抵抗这三种攻击。通过比较BRIDGE算法和FASER128算法的实现效率,发现前者的实现效率更高,加密10万字节的速度可达到12.15 cycles/byte。