前言
現代密碼學大致可分為幾個領域。其中，對稱金鑰密碼學是指通信雙方使用相同的金鑰進行加密和解密。直到1976年之前，這是唯一的公開加密方法。
在現代密碼學中，分組密碼和流密碼的研究和應用尤為重要。區塊加密法可以視為阿伯提多字元加密法的現代化版本，它使用一個明文區塊和金鑰，生成相同大小的密文區塊。由於訊息通常比單一區塊長，因此需要使用各種方法將連續的區塊進行鏈接。DES和AES是美國聯邦政府指定的區塊加密標準，其中AES逐漸取代了DES。儘管DES正逐步退出標準，但仍然被廣泛使用，例如在自動提款機、電子郵件和遠端存取等應用中，特別是其三重DES變形仍被認為是相對安全的。此外，還有許多其他區塊加密方法被發明並應用，其品質和用途各異，有些已被破解。
DES
數據加密標準（Data Encryption Standard，簡稱：DES）是一種對稱密鑰加密的區塊密碼演算法，在一些文獻中，DES作為一種算法被稱為DEA（Data Encryption Algorithm，數據加密算法），以便與其作為標準的名稱DES區分開來。
於1976年由美國聯邦政府的國家標準局確立為聯邦資料處理標準（FIPS），隨後在國際間廣泛普及。該算法基於使用56位元的對稱密鑰。由於包含一些機密設計元素、相對較短的密鑰長度，以及人們懷疑其中可能存在美國國家安全局（NSA）設置的後門，DES在推出初期引發了爭議。因此，DES受到了學術界的嚴密審查，這也推動了現代區塊密碼及其密碼分析技術的發展。
DES不安全
然而，DES如今已被視為不安全的加密方法，主要原因在於其56位元密鑰長度過短。1999年1月，distributed.net與電子前哨基金會合作，在22小時15分鐘內公開破解了一個DES密鑰。此外，一些研究報告也揭示了該算法的理論弱點，儘管這些弱點在實際操作中難以利用。為了提供更高的安全性，可以使用DES的衍生算法3DES進行加密，儘管3DES同樣面臨理論上的攻擊風險。隨著時間推移，DES和3DES標準逐漸被高級加密標準（AES）所取代。值得注意的是，DES已不再是國家標準科技協會（前國家標準局）的標準。
DES破解方法例子
由於使用暴力破解法已經能夠成功破解DES，現今DES被認為是不安全的。到2008年，針對DES最有效的分析攻擊是線性密碼分析，這種方法需要243個已知的明文，並且具有239到243之間的時間複雜度；在選擇明文攻擊的情況下，所需的數據量可以減少至1/4。
AES
進階加密標準（Advanced Encryption Standard，簡稱AES）
該算法由比利時密碼學家Joan Daemen和Vincent Rijmen設計，並以兩位作者名字的組合「Rijndael」命名，提交參加了進階加密標準的甄選過程。
是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標準。該標準旨在取代原先的DES，經過廣泛分析並在全球範圍內廣泛使用。經過為期五年的甄選過程，AES由美國國家標準與技術研究院（NIST）於2001年11月26日正式發布在FIPS PUB 197中，並於2002年5月26日正式生效。如今，AES已成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一。
大多數AES的計算都是在一個特殊的有限域中進行的。AES加密過程操作的是一個4×4的位元組矩陣，這個矩陣也稱為「狀態（state）」，其初始值就是一個明文區塊（矩陣中的每個元素對應於明文區塊中的一個字節）。在Rijndael加密法中，由於支持更大的區塊，矩陣的行數可以根據需要增加。
在加密過程中，每一輪的AES加密迴圈（除了最後一輪外）包含以下四個步驟：
AES破解例子
關聯密碼攻擊可以破解9個加密迴圈並使用256位元密鑰的AES。此外，選擇明文攻擊能破解192位元或256位元密鑰的AES加密，最多可達8個加密迴圈；對於128位元密鑰的AES，則能破解7個加密迴圈。
參考資料
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