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Rijndael于2000年10月2日被美国国家标准与技术研究所(NIST)选为美国高级加密标准,现在已成为商业数据加密的国际标准。Rijndael的密码分析与密码优化已越来越受到人们的重视。解决Rijndael密码的安全性不足问题,寻找不同密码分析技术下,更加高效的密码攻击方案,是近几年密码学的热点研究方向。本文对高级加密标准Rijndael密码进行了深入的研究,内容包括：Rijndael密码的基本原理,S-box代数性质,新S-box构造方案,密钥相关攻击,Rijndael密码的方程系统以及基于Grobner基的代数攻击问题,主要成果有：1.提出新的Rijndael S-box设计方案。针对Rijndael S-box在代数复杂度、雪崩效应、仿射变换周期、迭代周期等方面的不足,提出了新的S-box构造方案以解决Rijndael S-box性能不足的问题,新S-box在平衡性、差分均匀度、抗代数攻击阻力、雪崩效应、非线性度、代数复杂度、仿射变换周期、迭代周期等方面具有近乎最优的性质。2.提出对减少轮数的Rijndael-128/192的密钥相关攻击改进方案。通过改变轮变换的次序,采用轮密钥的变形形式,利用密钥的相关性和设计合理的密钥差分模式,提出了两种7轮密钥相关攻击改进方案,攻击的时间复杂度和数据复杂度都大大降低。3.提出对减少轮数的Rijndael-128/256的密钥相关攻击改进方案。利用Rijndael-128/256实现的灵活性和密钥的相关性,提出了两种7轮密钥相关攻击改进方案和一种8轮密钥相关攻击改进方案,攻击的时间复杂度和数据复杂度都大大降低；并给出了Rijndael-128/256的9轮密钥相关攻击方案。4.提出一种Rijndael S-box方程系统的生成方法。基于S-box的构造原理和分量表示方法,提出了一种Rijndael S-box方程系统的生成方法,并给出了其详细的生成过程。5.研究Rijndael密码的三种方程系统。基于Rijndael密码的工作原理,给出了Rijndael密码在域GF(28)和域GF(2)上的方程系统,并给出将其嵌入BES后的方程系统。对这些方程系统的深入研究为Rijndael的代数攻击打下了坚实的基础。6.提出了Rijndael-192/192零维Grobner基的构造方法。基于Grobner基理论,探索提高Rijndael代数攻击效率的方法,通过选择合理的项序,提出了一种构造Rijndael-192/192零维Grobner基的方法,并给出了相关结论的理论证明。