Впервые предложен метод сравнения высокоуровневых конструкций симметричных блочных шифров на основе сложности различения высокоуровневой конструкции шифра и случайной перестановки. Для схем на основе цепи Фейстеля и схемы Лей-Месси впервые предложена модель использования случайных перестановок вместо случайных функций в раундовом преобразовании, что позволило получить более точные оценки для наиболее распространенных блочных шифров с биективной раундовой функцией. Определен метод синтеза симметричных блочных шифров на основе секретных несюръективных S-блоков, позволяющих авторизованной стороне выполнять дешифрование криптограмм с заранее заданной вычислительной сложностью. Разработан симметричный блочный шифр "Калина", обеспечивающий высокий и сверхвысокий уровень криптографической стойкости, с уровнем производительности, превосходящим зарубежные аналоги на современных 64-битовых программных платформах. Алгоритм использован при создании проекта спецификации нового национального стандарта шифрования Украины. На основе блочного шифра построена криптографическая хэш-функция "Купина", обеспечивающая высокий и сверхвысокий уровень стойкости, с производительностью, превосходящей российские и белорусские аналоги на 32-битовых и 64-битовых программных платформах. Разработанное преобразование использовано при создании проекта спецификации нового национального стандарта Украины для алгоритма хэширования.