12、现代密码学：DES 与 AES 加密标准解析

现代密码学：DES 与 AES 加密标准解析

在当今数字化时代，数据安全至关重要，密码学作为保障数据安全的核心技术，发挥着关键作用。本文将详细介绍两种重要的密码系统：数据加密标准（DES）和高级加密标准（AES），探讨它们的发展历程、工作原理以及具体的加密步骤。

1. 数据加密标准（DES）的兴衰

20 世纪 70 年代初，美国政府意识到需要一个官方的民用数据加密标准。于是，美国国家安全局、国家标准局和 IBM 合作开发了一个数据加密标准提案，并于 1975 年发布为 DES。DES 采用了置换和替换的原理，对被分割成 64 位的明文消息进行处理，使用 56 位的加密密钥和 16 次对连续 64 位块的单独变换，最终生成加密的 64 位消息。

从 1975 年 DES 发布到 20 世纪 90 年代末，它是美国政府唯一批准的标准。然而，在密码学界，DES 引发了广泛而激烈的争议。到了 90 年代，美国政府意识到 DES 已被严重破解，因此开始努力开发高级加密标准（AES）。

2. 高级加密标准（AES）的诞生

1997 年，美国国家标准与技术研究院（NIST）启动了建立新密码标准的进程。与 DES 的开发方式截然不同，NIST 向全球发出公开呼吁，邀请开发者根据一些初始设计标准提交算法。最终，从 15 个入选算法中，经过密码学界的广泛国际评审，由两位比利时人 Vincent Rijmen 和 Joan Daemen 提交的 Rijndael 算法脱颖而出。在“9·11”事件后不久，Rijndael 被采纳并更名为高级加密标准（AES），成为美国政府的标准。

3. AES 的设计原理与特点