高级加密标准算法AES

高级加密标准算法AES

AES 算法简介

高级加密标准(AdvancedEncryptionStandard,AES)是美国联邦政府采用的分组密码标准,由比利时密码学家JoanDaemen和VincentRijmen设计,又称Rijndael加密法。该标准于2001年11月26日由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布于FIPSPUB197文件,2002年5月26日生效,旨在替代数据加密标准(DES)。1999年4月从15个候选算法中筛选出5个入围方案,2000年10月选定Rijndael算法,2001年正式确立为AES。

AES 算法参数

采用代换-置换网络(SPN) 结构,加密和解密操作在4X4字节矩阵(称为状态)上进行。AES算法的分组大小固定为128比特,根据密钥长度的不同共分为3个版本,分别为AES-128(10轮),AES-192(12轮)和AES-256(14轮)。

AES算法状态矩阵

AES 算法轮函数

Xi+1=F(Xi,RKi)=RKA(RKi)○MixColumn○ShiftRow○SubByte(Xi)

轮函数F分为4步:

(1)字节替换(SubByte):将状态矩阵中的16个字节通过S盒进行非线性代换。如下图所示:

S盒的查找表和其逆查表如下图所示:

S盒查找表

S盒逆查表

(2)行移位(ShiftRow):将状态矩阵的第j行循环移位j个字节。如下图所示:

(3)列混合(MixColumn):将状态矩阵的每一列左乘MDS矩阵M。如下图所示:

矩阵M和其逆矩阵M^-1如下图所示:

(4)轮密钥加(RKA):将状态矩阵的每一个字节异或轮密钥对应位置的字节。如下图所示:

AES 的加密算法

记AES算法的轮数为R,则在第1轮之前有一个轮密钥加操作,第1到R-1轮的轮函数(为F)一致,第R轮的轮函数(为Fz)没有列混合操作。

AES 的解密算法

记AES算法的轮数为R,则在第R轮的轮函数(为Fz-1)没有列混合操作,第R-1到1轮的轮函数(为F-1)一致,第1轮之后有一个轮密钥加操作。

AES 算法密钥扩展算法

AES 算法总结

AES是当今全球应用最广泛、安全性最高的分组加密标准。相比被取代的DES,AES在密钥空间、抗攻击性、效率和灵活性 上都有质的提升。与其他算法的简单比较

算法 类型 密钥/分组长度 主要特点与适用场景
AES 分组加密算法 128/192/256位密钥,128位分组 全球标准,安全高效,通用性最强,适合绝大多数场景。
ChaCha20 序列密码算法 256位密钥,64位Nonce 软件性能好,常用于移动设备及作为TLS中AES的替代。
SM4 分组加密算法 128位密钥,128位分组 中国商用密码标准,用于需要符合中国密码法规的场景。
ACORN 认证加密算法 128位密钥 轻量级 ,为资源极度受限的物联网等设备设计,通用性弱
相关推荐
菩提小狗5 分钟前
每日安全情报报告 · 2026-08-30
网络安全·漏洞·cve·安全情报·每日安全
风行南方2 小时前
后量子秘密:格密码入门(一)
密码学
黄俊懿1 天前
【架构师从入门到进阶】第五章:DNS&CDN&网关优化思路——第八节:网关-注入攻击与预防
sql·网络安全·架构·系统架构·架构师·架构设计
黄俊懿1 天前
【架构师从入门到进阶】第五章:DNS&CDN&网关优化思路——第七节:网关-XSS攻击与预防
网关·网络安全·架构·系统架构·架构师·xss·架构设计
数据知道1 天前
.NET 反序列化漏洞——ViewState 与 BinaryFormatter 实战深度剖析
网络·网络安全·.net
HackTwoHub1 天前
Butter_Cookie 黄油曲奇|浏览器渗透插件,云存储检测、XSS、SQL 注入一站式 Web 安全测试工具
前端·sql·安全·web安全·网络安全·自动化·xss
AI备忘录2 天前
(十六)GRE/IPSec 隧道配置命令五厂商对照:华为 华三 锐捷 迈普 思科
运维·服务器·网络·网络协议·网络安全·华为
清水白石0082 天前
Python dataclass 高级避坑指南:从 default_factory、frozen、slots 到哈希灾难
windows·python·哈希算法
Eason_LYC2 天前
【GetShell】DataEase H2 JDBC远程命令执行漏洞(CVE-2025-32966+CVE-2025-49001)
网络安全·漏洞复现·dataease·白帽子·cve-2025-32966·cve-2025-49001·远程命令执行
白猫不黑2 天前
运维如何转安全(个人经验篇)
运维·学习·安全·web安全·网络安全·信息安全