2024年6月1日发(作者：)

AES加密算法原理

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，用于

将敏感信息加密，确保数据的机密性和安全性。AES的原理如下：

1.输入分块：将明文数据分为块大小为128位的数据块。

2. 密钥扩展：将密钥通过密钥扩展算法扩展成多个子密钥。AES使

用128位、192位或256位的密钥，通过对密钥进行扩展，生成多个轮

（round）所需的子密钥。

3.初始轮加密：将每个输入数据块与第一轮子密钥进行异或运算。

4.轮加密：经过初始轮加密后，将数据块进行连续的加密轮次，每一

轮都包括四个步骤：字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加。

-字节替换：将每个数据块的每个字节替换成S盒中对应的字节。S

盒是一个16×16的查找表，用于对应字节替换成替换后的字节。

-行移位：将每个数据块的每一行进行循环左移。第一行不移动，第

二行左移一位，第三行左移两位，第四行左移三位。

-列混淆：通过一系列线性变换，使得数据块每一列与前一列进行混

淆。这一步骤在密文中引入了不同的行和列的依赖性。

-轮密钥加：将每个数据块与对应轮的子密钥进行异或运算。每个轮

的子密钥由密钥扩展算法生成。

5.最后一轮：和之前的轮加密步骤相似，但是没有列混淆步骤。

6.密文生成：将经过最后一轮加密的数据块输出为密文。

AES的安全性来自于其混淆和扩散特性。字节替换、行移位和列混淆

操作增加了密文和密钥之间的复杂度，使得攻击者无法直接通过一系列代

数运算来获取密钥或者明文。而轮密钥加步骤增加了轮数，进一步增加了

密钥的复杂性。

总之，AES通过将明文数据分块，将轮加密进行迭代，使用不同的加

密步骤和子密钥，以及随机性的S盒查找表，提供了高度的安全性和强大

的加密能力。它已成为一种常用的加密算法，广泛应用于保护网络通信、

存储设备和敏感信息。