钱晓捷，师攀攀，王建辉

（郑州大学 信息工程学院，河南 郑州450001）

0 引 言

IBM公司在1977年研制的一种加密算法，被美国国家标准局（NIST）公布并批准为非机要部门使用的数据加密标准（data encryption standard，DES）。然而，传统的数据加密标准DES已经不能满足现有的安全需求，从1997年起，NIST通过发布公告来公开征集新的加密标准，即高级加密标准（advanced encryption standard，AES），以取代DES。通过对各候选算法的多轮筛选，NIST于2000年10月2日正式宣布Rijndael算法为新的高级加密标准［1］，并且未对Rijndael算法做任何修改。

多核处理器以其高性能、低功耗优势正逐步取代传统的单核处理器成为市场的主流［2］，然而，在计算机安全领域，多核处理器的应用刚刚开始，利用多核多线程技术对加密算法进行并行优化研究，对于提高网络通信速度、强化计算机网络安全有着重要的理论意义和实际价值。通过对Rijndael算法的轮变换进行分析，分别采用基于数据分解和数据流分解两种方式对Rijndael算法进行并行化改造，充分利用硬件资源，通过多核多线程技术，将串行加密程序轮变换环节并行化实现，从而提高Rijndael算法的执行效率。

1 Rijndael算法描述

AES的分组长度为128比特，密钥长度有3种：128比特、192比特、256比特；Rijndael算法的分组长度和密钥长度都是可变的，可以分别独立地设为128比特、192比特、256比特［3－4］。

1.1 Rijndael算法的结构

Rijndael算法是一个分组迭代密码算法，其加密和解密的所有操作都在被称为状态（state）的中间结果上进行，状态可以用图1所示的矩阵阵列图来表示，该图的元素为字节［5］。该阵列的行数为4，列数为Nb，而Nb的大小由分组长度决定，等于分组长度除以除以32。……