分组密码体制：DES到AES的演进

"本资料主要介绍了分组密码体制中的两种重要标准——DES和AES。DES是一种64比特的分组密码，密钥长度为56比特，而3DES是其加强版，通过三次迭代提高安全性，密钥长度增加到112比特。AES则成为DES的替代者，其基本参数包括128比特的明文和密文，以及128/192/256比特的可选密钥长度。AES算法采用了清晰的代换-置换网络（SPN）结构，具有良好的可证明安全性和高效的实现性能。在加密过程中，AES通过多轮操作，包括密钥扩展、字节替换、行移位、列混合和轮密钥加，实现了数据的混淆和扩散，增强了安全性。" DES（Data Encryption Standard）是历史上广泛使用的分组密码算法，其工作原理基于Feistel结构，将64比特的数据块分为两半，通过多次迭代加密过程，每轮迭代中都会使用一部分密钥，最终形成密文。然而，DES的56比特密钥长度在现代计算能力面前显得不够安全，因此出现了3DES（Triple DES），通过三次应用DES算法来增强安全性，虽然提高了安全性，但加密速度相对慢。 AES（Advanced Encryption Standard）是在1997年由NIST发起的竞赛中，经过多轮筛选，最终选定的Rijndael算法。AES的设计目标是提供比3DES更快且至少同样安全的加密算法。AES的核心是SPN结构，即Substitution-Permutation Network，它结合了非线性的字节替换、线性的列移位和混淆以及轮密钥加，确保了算法的复杂性和安全性。AES支持128、192和256比特的密钥长度，提供了更高的密钥空间，从而增加了破解的难度。 AES的加密流程包括10轮的重复操作，每轮都包含字节替换、行移位、列混合和轮密钥加四个步骤。字节替换使用预定义的S盒进行非线性变换，行移位是数据块的行内位移，列混合则是列上的线性变换，轮密钥加将密钥与中间结果异或，进一步增加混淆。这样的设计使得AES在抵御差分和线性密码分析方面表现出色，同时在多种硬件和软件平台上都能实现高效。 DES和AES都是分组密码体制的重要代表，但随着技术的发展，AES以其更优的安全性和效率，成为了现代加密的主流标准。