Алгоритм Advanced Encryption Standard (AES) — это один из самых широко используемых алгоритмов симметричного шифрования. Он был разработан в 1998 году как замена устаревшего алгоритма DES и получил одобрение правительства США для защиты конфиденциальной информации. AES используется для шифрования данных различными организациями и государствами по всему миру.
Принцип работы AES основывается на использовании математических операций над блоками данных фиксированной длины. Алгоритм состоит из трех основных этапов: SubBytes, ShiftRows и MixColumns. На первом этапе каждый байт в блоке заменяется на предопределенное значение из S-Box таблицы. Затем байты блока сдвигаются в соответствии с их положением в матрице.
На следующем этапе происходит смешивание столбцов блока путем их линейных комбинаций. Это делает алгоритм более устойчивым к криптоанализу. В конце происходит дополнительная операция AddRoundKey, где каждый байт блока комбинируется с ключом для получения конечного зашифрованного текста.
Помимо защиты конфиденциальности данных, AES также применяется для защиты целостности данных и аутентификации. Он может использоваться в различных сферах, таких как финансовые учреждения, телекоммуникации, электронная коммерция и многих других. Сочетая высокую степень безопасности и эффективность, алгоритм AES продолжает играть важную роль в защите данных.
Принципы работы алгоритма AES
Принципы работы алгоритма AES состоят из следующих этапов:
- Ключевое расписание: Начинается с генерации раундовых ключей на основе изначального ключа. Для этого применяется алгоритм расширения ключа, который последовательно преобразует исходный ключ в несколько раундовых ключей, используемых в процессе шифрования.
- Шифрование: Входные данные разбиваются на 128-битные блоки, которые затем преобразуются в процессе шифрования. Каждый блок проходит через несколько раундовых преобразований, включая замену байтов, смещение строк, смешивание столбцов и применение операций XOR с раундовыми ключами.
- Расшифрование: Процесс расшифрования состоит из обратных операций, используемых в процессе шифрования. Каждый блок проходит через раундовые преобразования в обратном порядке, пока не будет получен исходный текст.
Алгоритм AES обладает несколькими важными свойствами, включая диффузию, конфузию и стойкость к различным атакам. Он широко используется в различных областях, включая информационную безопасность, финансовые услуги, телекоммуникации и другие сферы, где требуется шифрование данных.