2024年6月1日发(作者：)

AES加密过程详解

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

保护敏感数据和信息安全。它是美国国家标准技术研究所（NIST）于

2001年发布的，取代了原来的DES（Data Encryption Standard）算法。

第一步：密钥扩展

在此步骤中，AES算法使用输入的密钥（128位、192位或256位）

进行密钥扩展，生成若干个轮密钥。密钥扩展算法由密钥调度算法和轮密

钥生成算法组成。密钥调度算法根据输入密钥的长度选择不同的配置，然

后将输入密钥分成多个字，并对字进行处理。轮密钥生成算法通过对上一

个轮密钥进行变换，并结合密钥调度算法，生成新的轮密钥。

第二步：轮秘钥生成

此步骤将密钥扩展生成的轮密钥应用到加密和解密的每个轮中。AES

加密使用的轮数取决于密钥的长度。对于128位密钥，加密算法使用10

个轮。对于192位密钥和256位密钥，加密算法使用12个轮和14个轮。

第三步：字节替换和行移位

在此步骤中，AES算法使用一个预定义的字节替换表（S盒）将输入

数据的每个字节替换为另一个字节。替换过程使用非线性变换来增加加密

算法的安全性。然后，算法对替换后的字节进行行移位。行移位将字节在

行内进行循环移位，使得每一行的字节都向左移动一定的偏移量。

第四步：列混淆和轮密钥加

在此步骤中，AES算法对替换和移位后的数据进行列混淆。列混淆将

矩阵的每一列与特定矩阵进行乘法，从而混淆数据的位模式。然后，算法

将每个字节与该轮对应的轮密钥进行异或运算。轮密钥加操作增加了算法

的扩散性和对抗线性和差分密码攻击的能力。

以上四个步骤循环执行多轮，最后一轮结束后，密文作为加密结果输

出。

AES算法的优势在于其高度的安全性、高效性和灵活性。它提供了多

种密钥长度的选项，可以适应不同安全级别的需求。同时，AES算法也有

很高的性能，可以在各种计算设备上高效执行加密和解密操作。

总结起来，AES加密过程主要包括密钥扩展、轮秘钥生成、字节替换

和行移位、列混淆和轮密钥加四个步骤。通过这些步骤，AES算法可以保

护敏感数据的安全性，是目前最常用的对称加密算法之一