随着信息化社会的快速发展,互联网在带给人们便捷生活的同时也滋生了许多安全隐患,密码技术的使用为抵抗这些安全隐患提供了强有力的支撑,其中能够产生伪随机数的序列密码受到了极大的关注,针对其的研究如火如荼。而作为序列密码的新型部件带进位反馈移位寄存器（FCSR）,由于其具有类似于m-序列的良好伪随机特性,已成为序列密码的研究热点。与此同时,通过级联不同密码部件作为序列密码的随机源已经成为序列密码算法设计的主流方向,深受广大研究者的重视。鉴于此,本文通过FCSR级联结构的研究,设计了两种基于FCSR的级联结构,并基于这两种级联结构提出了新型的序列密码算法,分析了其生成密钥流的伪随机特性和安全性,具体研究内容如下:一方面:由于伽罗瓦结构的LFSR与伽罗瓦结构的FCSR进行级联得到的序列密码算法无法有效地抵抗针对伽罗瓦结构FCSR的实时攻击。我们将上述级联结构中的伽罗瓦结构LFSR替换为伽罗瓦结构FCSR进行多级级联,并构建了基于此级联结构的序列密码算法。具体地,首先通过分析伽罗瓦FCSR的级联结构在不同连接数的条件下输出序列的周期等性质,给出了基于此级联结构的序列密码的输出序列可以达到最大周期的参数设置;随后证明了对基于此级联结构的输出序列进行自缩或线性滤波处理后得到的序列密码算法,均可以有效避免原有级联结构中存在的初始化漏洞,有效抵抗对伽罗瓦结构FCSR的实时攻击;最后随机数检测表明基于这种新型级联结构的自缩或滤波序列密码算法的输出序列均可以有效通过NIST和国密的所有伪随机性测试。另一方面:由于Grain族算法中存在的LFSR线性结构使其易受代数攻击,相关攻击等,我们使用FCSR代替LFSR与非线性反馈移位寄存器（NFSR）进行了级联,并构建了基于此级联结构的类Grain结构序列密码算法。具体地,首先借鉴针对非线性反馈移位寄存器（NFSR）的布尔网络与半张量积方法对FCSR的伪随机性质进行了分析求解,得到了FCSR的布尔网络,FCSR的状态更新矩阵,FCSR所有可能出现的状态圈,以及其对应的周期序列的长度,并对FCSR以及带周期输入FCSR的输出序列的性质进行了分析;随后构建了基于此级联结构的类Grain结构序列密码算法,分析了这种新型的类Grain结构序列密码算法输出序列的相关性质,分析表明新型的类Grain结构序列密码算法可以有效抵抗针对类Grain族算法的各类攻击,以及针对FCSR的实时攻击;最后随机数检测表明这种新型的类Grain结构序列密码算法的输出序列可以有效通过NIST和国密的所有伪随机性测试。本文设计的两种基于FCSR的级联结构,是对原有算法的补充,结构简单,易于理解,安全性有所提升。将半张量积应用到FCSR上,为分析FCSR的状态空间以及输出序列的周期等性质提出了新思路。