В дисертації основними практичними результатами роботи є сформовані нелінійні вузли замін з покращеними властивостями; оцінки ефективності зменшених версій блокових симетричних шифрів з використанням нелінійних вузлів замін з різними показниками нелінійності та автокореляції; оцінки обчислювальної ефективності методів ймовірнісного (побітового) синтезу регулярних нелінійних вузлів замін m x m із заданими криптографічними показниками. Вироблено практичні рекомендації з використання розроблених моделей та методів формування нелінійних вузлів замін для удосконалення блокових симетричних криптоперетворень. Запропоновані рішення використано для розробки S-блоків симетричних криптоперетворень, які можуть бути застосовані у перспективному алгоритмі блокового симетричного шифрування для підвищення ефективності відносно диференційного та лінійного криптоаналізу.