AES (стандарт шифрования)
AES (англ. Advanced Encryption Standard; также Rijndael, [rɛindaːl] — рейндал) — симметричный алгоритм блочного шифрования (размер блока 128 бит, ключ 128/192/256 бит), принятый в качестве стандарта шифрования правительством США по результатам конкурса AES. Этот алгоритм хорошо проанализирован и сейчас широко используется, как это было с его предшественником DES. Национальный институт стандартов и технологий США (англ. National Institute of Standards and Technology, NIST) опубликовал спецификацию AES 26 ноября 2001 года после пятилетнего периода, в ходе которого были созданы и оценены 15 кандидатур. 26 мая 2002 года AES был объявлен стандартом шифрования. По состоянию на 2009 год AES является одним из самых распространённых алгоритмов симметричного шифрования[1][2]. Поддержка ускорения AES была введена фирмой Intel в семейство процессоров x86 начиная с Arrandale в 2010 году, а затем на процессорах Sandy Bridge; фирмой AMD — в Bulldozer с 2011 года.
2 января 1997 года NIST объявляет[3] о намерении выбрать преемника для DES, являвшегося американским стандартом с 1977 года. 2 октября 2000 года было объявлено, что победителем конкурса стал алгоритм Rijndael[4], и началась процедура стандартизации. 28 февраля 2001 года был опубликован проект, а 26 ноября 2001 года AES был принят как FIPS 197. Историческую ретроспективу конкурса можно проследить на веб-сайте NIST[5].
AES является стандартом, основанным на алгоритме Rijndael. Для AES длина input (блока входных данных) и State (состояния) постоянна и равна 128 бит, а длина шифроключа K составляет 128, 192, или 256 бит. При этом исходный алгоритм Rijndael допускает длину ключа и размер блока от 128 до 256 бит с шагом в 32 бита. Для обозначения выбранных длин input, State и Cipher Key в 32-битных словах используется нотация Nb = 4 для input и State, Nk = 4, 6, 8 для Cipher Key соответственно для разных длин ключей.
В начале зашифровывания input копируется в массив State по правилу , для и . После этого к State применяется процедура AddRoundKey(), и затем State проходит через процедуру трансформации (раунд) 10, 12, или 14 раз (в зависимости от длины ключа), при этом надо учесть, что последний раунд несколько отличается от предыдущих. В итоге, после завершения последнего раунда трансформации, State копируется в output по правилу , для и .
![{\displaystyle \mathrm {state} [r,c]=\mathrm {input} [r+4c]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/079119b7f9c0e702ce428a87f92b007f49f0c200)
![{\displaystyle \mathrm {output} [r+4c]=\mathrm {state} [r,c]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d6ff6cfd39750c1deefb68ef9293cac5705a9918)
Отдельные трансформации SubBytes(), ShiftRows(), MixColumns() и AddRoundKey() — обрабатывают State. Массив w[] — содержит key schedule.