Интерактивная демонстрация AES
Управляйте шифрованием с выбором размера ключа и наблюдайте за каждым раундом
Каждый байт обрабатывается отдельно в каждом раунде
Результат
История
Винсент Рэймен и Йоан Даймен
Разработан в 1998
Бельгийские криптографы, создатели Rijndael
AES (Advanced Encryption Standard) — симметричный блочный шифр, принятый в качестве стандарта правительством США в 2001 году. Разработан бельгийскими криптографами Винсентом Рэйменом и Йоаном Дайменом.
Алгоритм был выбран в результате открытого конкурса NIST, в котором участвовало 15 кандидатов. Rijndael (произносится как "Рейндол") победил благодаря своей безопасности, производительности и эффективности.
Интересный факт: AES заменил устаревший стандарт DES, который использовался более 20 лет. Процесс выбора нового стандарта был одним из самых открытых и прозрачных в истории криптографии.
Принципы работы
AES — это итеративный блочный шифр, обрабатывающий данные блоками по 128 бит (16 байт) с использованием ключей размером 128, 192 или 256 бит.
Начальный раунд
AddRoundKey — побитовое сложение с первым раундовым ключом.
Основные раунды
Повторяются 10-14 раз (в зависимости от размера ключа):
SubBytes → ShiftRows → MixColumns → AddRoundKey
Финальный раунд
SubBytes → ShiftRows → AddRoundKey (без MixColumns).
Математические основы
Все операции выполняются в конечном поле GF(2⁸)
MixColumns: умножение на матрицу в GF(2⁸)
SubBytes: нелинейное преобразование через S-блок
Это обеспечивает высокую стойкость к линейному и дифференциальному криптоанализу
Безопасность
Обратите внимание: AES считается одним из самых безопасных симметричных шифров. Никаких практических атак на полный AES не известно.
Теоретические атаки
Атака по времени
Теоретически возможна на некорректных реализациях, использующих время выполнения для получения информации о ключе.
Атака по сторонним каналам
Анализ энергопотребления, электромагнитного излучения или акустических сигналов для получения информации о ключе.
Атака на слабые ключи
AES не имеет слабых ключей в отличие от DES. Все ключи обеспечивают одинаковый уровень безопасности.
Оценка безопасности
Применение
Широкое распространение
- Wi-Fi защита (WPA2, WPA3)
- HTTPS/SSL/TLS для безопасного веб-сёрфинга
- Шифрование в мобильных приложениях и ОС
- Полнодисковое шифрование (BitLocker, FileVault)
Стандарты и сертификации
- Стандарт NIST (FIPS 197)
- Сертифицирован NSA для секретной информации
- Принят как стандарт во многих странах мира
Будущее AES
Несмотря на появление квантовых компьютеров, AES остаётся стойким:
- AES-256 считается квантово-стойким (при достаточной длине ключа)
- Активные исследования в области пост-квантовой криптографии
- Оптимизации для современных процессоров (AES-NI)
Интересный факт
В 2009 году было объявлено о первом практическом взломе AES, но атака была направлена на ослабленную 8-раундовую версию, а не на полный 10-раундовый AES-128. Для взлома полного AES-128 потребовалось бы 2¹²⁸ операций — больше, чем атомов в наблюдаемой вселенной.