Advanced Encryption Standard

Advanced Encryption Standard (AES) 暗号：安全なデジタル社会を支える技術

Advanced Encryption Standard（AES、高度暗号化標準）は、2001年にアメリカ国立標準技術研究所（NIST）によって、データの暗号化のための標準暗号アルゴリズムとして採用されました。AES以前の標準暗号であるDESは、コンピュータ性能の向上により安全性が低下する懸念があり、新たな暗号化方式の必要性が生じていました。このため、NISTは世界中から暗号化アルゴリズムを募集し、厳格な評価を経て、ベルギーの研究者Joan Daemen氏とVincent Rijmen氏によって開発されたRijndael（ラインダール）アルゴリズムがAESとして選定されました。

AES選定までの経緯

DESの後継となる暗号化アルゴリズムの選定は、1997年から開始されました。NISTは、世界各国で無料で利用可能であること、アルゴリズムの詳細を公開すること、そして、C言語とJava言語による実装を提供することを条件に、新たな暗号化アルゴリズムの応募を募りました。

世界各国から提出された多数の応募の中から、厳格な評価を経て、Rijndael、Serpent、RC6、Twofish、MARSの5つのアルゴリズムが最終候補として選ばれました。これらのアルゴリズムは、安全性、性能、実装の容易さなど、さまざまな観点から徹底的に評価されました。

最終的に、あらゆる条件において高い評価を得たRijndaelがAESとして採用されました。Rijndaelの名前は、開発者であるDaemen氏とRijmen氏の名前の一部を組み合わせたものですが、最後の「l」の由来については不明な点が残されています。

AESの仕組み

AESは、SPN構造と呼ばれるブロック暗号です。データは128ビットのブロックに分割され、鍵を用いて暗号化されます。鍵の長さは128ビット、192ビット、256ビットの3種類があり、鍵長が長いほど暗号の強度は高まります。

暗号化プロセスは、SubBytes（バイト置換）、ShiftRows（行シフト）、MixColumns（列混合）、AddRoundKey（ラウンドキー追加）の4つの処理を繰り返し行うラウンド関数から構成されます。ラウンドの回数は、鍵長によって異なり、128ビット鍵では10回、192ビット鍵では12回、256ビット鍵では14回です。復号化は、これらの処理を逆順に行うことで実現されます。

AESの安全性と応用

AESは、現在でも高い安全性を持つ暗号アルゴリズムとして広く認識されています。しかし、関連鍵攻撃や選択平文攻撃に対しては、一定の脆弱性も指摘されています。それでも、AESは、欧州の暗号規格NESSIEや日本の暗号規格CRYPTRECにも採用されるなど、世界中で信頼され、利用されています。

AESは、さまざまな用途で利用されています。例えば、Transport Layer Security（TLS）、ディスク暗号化、ファイルシステム（HFS+のFileVault）、BitLocker、ゲーム機（Wii）、アーカイブファイル形式（ZIP、7z、RAR）、無線LANセキュリティ（WPA2のCCMP）、著作権保護（AACS）など、幅広い分野でデータの機密性を守るために貢献しています。

まとめ

AESは、DESの後継として開発され、現在では世界標準の暗号アルゴリズムとして広く利用されている、安全性の高い暗号技術です。その堅牢性と幅広い用途から、今後もデジタル社会の基盤として重要な役割を果たし続けるでしょう。ただし、技術の進化に伴い、将来的な安全性に対する継続的な研究と評価は不可欠です。将来、より強力な攻撃手法が開発される可能性も考慮し、必要に応じて新たな暗号化技術の検討も重要となります。

もう一度検索