设计与分析并行的研究方向
文森特·赖门(Vincent Rijmen)是鲁汶大学COSIC研究组的密码学研究者,主要研究对称密码原语的设计和密码分析。他的工作范围包括分组密码、散列函数、消息认证码和流密码,既考察怎样构造算法,也考察攻击者可以怎样利用其结构。
这些对象承担不同任务:加密旨在隐藏信息,散列函数和认证机制则用于不同形式的摘要及完整性检查,不能因为都属于密码学便视为同一种算法。赖门在大学研究简介中强调,以数学概念进一步形式化设计和分析的方法;Rijndael是这一研究方向的重要成果,而非其全部研究的代称。
参考:[1]
与达门共同提出Rijndael
Rijndael提案由琼·达门与赖门共同署名,1998年提交初版,1999年修订。设计目标包括抵抗已知攻击、在不同平台上实现较快速度与紧凑代码,以及保持结构清楚。二人没有把安全性寄托在隐藏算法细节上,而是向评选过程提供了算法说明、设计理由和分析材料。
其轮变换将不同功能组合起来:非线性的字节替换使输入输出不再只是简单线性关系,行位移与列混合传播字节间的影响,轮密钥则通过异或参与变换。提案用宽轨迹策略组织扩散与非线性层,研究跨越多轮的差分和线性路径。这是两位作者对具体算法的共同设计,不能把所有分组密码的一般思想都归为赖门个人的发明。
参考:[2]
从候选方案到正式标准
美国国家标准与技术研究院于1997年启动AES制定工作并征集算法,要求公开、可在全球免版税使用的对称分组密码。1998年公布15个候选方案,随后经公开分析缩小为5个决赛方案;Rijndael与MARS、RC6、Serpent、Twofish共同进入最后一轮。
2000年10月2日,NIST宣布选择Rijndael作为拟议AES的算法。此时获选并不等于标准已经发布:草案于2001年进入公众评议,经过后续审查,FIPS 197于同年11月26日发布。因而应分别说明作者提出算法、密码学界评估候选者以及标准机构批准文本的不同职责。AES的形成既依靠设计者,也依靠公开检验和标准化程序。
参考:[3]
Rijndael家族与AES的边界
Rijndael提案允许分组长度和密钥长度分别选择,并讨论了扩展参数。AES则限定每个数据分组为128位,密钥可为128、192或256位,对应10、12或14轮。AES-256中的256指密钥长度,不是一次处理256位数据;使用其他分组长度的Rijndael实例也不自动符合AES标准。
这一界限解释了为何算法家族、具体实例和正式规范不能互换名称。标准还规定状态表示、密钥扩展、正向及逆向变换,使不同实现能够得到一致结果。赖门与达门的贡献因此既可从设计思想理解,也要落实到明确参数与操作的算法文本中;标准名称并不能抹去共同作者,更不能代替对实现是否符合规范的检查。