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高級加密標(biāo)準(zhǔn)和AES加密:它們能否被破解

問:高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)有哪些限制?

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答:我相當(dāng)肯定你的問題所指的是美國政府為保護(hù)政府機(jī)密情報所采用的高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)的潛在限制。

早在1997年,國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)宣布,需要為數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)(很容易受到蠻力攻擊)尋找新的接替者。根據(jù)NIST的定義,這種新的、非機(jī)密、公開披露的加密算法稱為高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)。

經(jīng)過一段時期的反饋、辯論和分析,Rijndael算法從15個競爭設(shè)計中脫穎而出,并在2000年10月以AES發(fā)布。該算法的選擇過程是公開和透明的,這有助于建立其安全方面的信心。事實上,選擇新算法的過程得到了加密社區(qū)的贊譽(yù),因為它是第一個對公眾開放的加密,并且得到了國家安全局(NSA)(保護(hù)絕密信息)的支持。

AES由三個分組密碼組成:AES–128、AES-192和AES-256,具有軟件和硬件實現(xiàn)技術(shù),而且速度快。AES加密有一個128位的塊大小,有128、192和256位的密鑰大小。有10 rounds用于128位密鑰、12 rounds用于192位密鑰和14 rounds用于256位密鑰——一個round由幾個處理步驟(將輸入的純文本轉(zhuǎn)換成密文最終輸出)組成。所有密鑰長度被認(rèn)為足以保護(hù)機(jī)密信息到SECRET級,絕密級信息需要192或256位密鑰長度。

但是,構(gòu)成強(qiáng)大加密的組成部分在不斷變化。雖然沒有人成功地破解全部的AES,各類研究人員已經(jīng)公布了針對AES減round版的攻擊。雖然這些攻擊在外部不容易實現(xiàn),因為它們需要實驗型的條件,但是這表明,AES的安全邊緣正在縮小。因此,在不久的將來,我期望NIST能增加所有三個AES版本的round數(shù)。

目前唯一成功地針對全AES攻擊的是針對特定實現(xiàn)技術(shù)的旁道攻擊。旁道攻擊不攻擊實際的AES加密算法,而是針對其實現(xiàn)技術(shù)。例如,在2005年,一個緩存時序攻擊打破了使用OpenSSL AES加密的自定義服務(wù)器。加密算法通常不是加密產(chǎn)品或服務(wù)的薄弱點,但實現(xiàn)技術(shù)或關(guān)鍵管理錯誤是其薄弱點。這就是為什么保護(hù)國家安全系統(tǒng)產(chǎn)品中的AES的實現(xiàn)技術(shù),以及信息在使用之前要經(jīng)國家安全局審查和認(rèn)證的原因;一個堅實的加密機(jī)制如果使用不當(dāng),往往會造成破解。

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