Запропоновані у роботі методи засновані на критеріальному підході з використанням теорії векторних булевих функцій. Був розширений критерій алгебраїчного імунітету, а також доданий критерій приналежності кількох підстановок до різних класів еквівалентності. Застосування підстановок, згенерованих на основі запропонованих методів у відзначеному алгоритмі блокового симетричного шифру "Калина", дозволяє збільшити нелінійність
з 96 до 104 при збереженні на високому рівні всіх інших показників. Запропоновано конкретні підстановочні конструкції для застосування в симетричних криптоалгоритмах. Результати практичного застосування запропонованих методів з використанням кластера підтверджують ефективність генерації підстановок нового типу.