25、高级加密标准（AES）与Rijndael密码算法深度解析

高级加密标准（AES）与Rijndael密码算法深度解析

1. AES的诞生背景与选拔过程

在加密领域，对称密钥块密码算法一直是保障数据安全的重要手段。1997年1月2日，美国国家标准与技术研究院（NIST）宣布启动一个新的对称密钥块密码算法项目，旨在替代DES成为新的加密标准，这个新算法被命名为高级加密标准（AES）。与DES封闭的设计过程不同，1997年9月12日，NIST正式公开征集AES算法，并提出了一系列要求：
- 算法必须是未分类的、公开披露的对称密钥加密算法。
- 至少支持128位的块大小，密钥大小可为128、192和256位。
- 强度应达到三重DES的水平，但效率要高于三重DES。
- 若被选中，算法必须在全球范围内免版税使用。

1998年8月20日，NIST公布了15个AES候选算法，这些算法由全球密码学界的成员提交。随后进入第一轮公开评审阶段，征集公众对这15个候选算法的意见，此阶段于1999年4月15日结束。NIST根据收到的分析和评论，从15个算法中选出了5个作为最终候选算法，分别是MARS [62]、RC6 [247]、Rijndael [86]、Serpent [15]和Twofish [255]。

这5个最终候选算法进入第二轮更深入的评审阶段，评审内容涵盖密码分析、知识产权、所有AES决赛算法的交叉分析、总体建议和实现问题等方面。2000年5月15日第二轮公开分析期结束后，NIST研究了所有可用信息，最终于2000年10月2日宣布选择Rijndael作为AES的提案算法。Rijndael由两位比利时密码学家Daemen和Rijmen设计。

2. Rijndael密码算法概述