什么是AES高级加密标准？

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在密码学中，block（分组）密码的工作模式被广泛使用，使用同一个分组密码密钥对很多称之为块的数据加密，在优于很多诸如RSA、ECC密码的性能的情况下，也不失为一种安全的加密算法。

其中，AES加密标准又称为高级加密标准，是在密码学中占据重要位置的安全的加密算法之一，在密码学中也可称为Rijindael加密法。Rijndael是由比利时密码学家设计的分组密码算法，于2000年被选为新一代的标准密码算法——AES。

首先，AES是美国国家标准技术研究所NIST发布的，旨在取代DES的21世纪的加密标准。如今，AES俨然已经成为对称密钥中最流行的算法之一。而AES高级加密标准大致经历这几个时间段的发展：

1998年，NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法；

1999年3月，完成了第二轮AES2的分析、测试；

2000年10月2日，美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的一种密码算法Rijndael作为AES的加密算法。

2001年11月26日，AES发布于FIPS PUB 197（《Federal InformationProcessing Standards Publication 197》文件）；

2002年5月26日，AES正式成为有效的标准。

AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度可以为128、192或256位，分组长度128位，算法应易在各种硬件和软件上实现。

另外，AES加密数据块和密钥长度可以是128b、192b、256b中的任意一个。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：1、密钥扩展（Key Expansion)；2、初始轮（InitialRound）；3、重复轮（Rounds），每一重复轮又包括字节间减法运算（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）、轮密钥加法运算（AddRoundKey）等操作；4、最终轮（Final Round），最终轮没有列混合操作（MixColumns）。

当然了，AES的整体架构也可以这样理解：AES加密体制由多轮加密构成，除了结尾的一轮，其他轮都是由四个步骤组成——字节代替、行移位、列混淆、轮密钥加。而最后一轮仅包括字节代替、行移位、轮密钥加这三步。AES迭代的轮数与密钥的长度相关，16字节的密钥对应着迭代10轮，24字节的密钥对应着迭代12轮，32字节的密钥对应着迭代14轮。在开始所有轮迭代之前，需要进行一次初始变换——一次轮密钥加，这一步往往被称为第0轮。

虽然AES没有采用Feistel密码体制，与加解密结构完全相同的DES相比，有着不同的加解密结构，但是AES每一个步骤都是可逆的，因此只要把AES加密中的每一步换成其逆变换，即可得到AES解密算法。值得一提的是，AES解密算法也是先进行第0轮，而且最后一轮也是只有三步。在解密算法中，需要倒着顺序使用轮密钥。

与此同时，AES加密算法的三个核心元素分别是密钥、填充、模式，而AES加密算法的实现就需要这三者并用：

私钥是实现AES加密和解密的根本，AES支持三种长度的密钥——128位、192位、256位，其中AES 256安全性最高，AES128性能最高，由于加密处理的复杂度不同，私钥越长，加密处理的循环数越多；

需要填充是因为AES加密是组加密，即，不是直接将明文全部统一加密，而是对明文进行分组，分割为一个个独立的明文块（各明文块的长度为128b），然后对各明文块独立地进行加密，形成不同的密文块，最后将这些明文块进行分组；由于AES明文块分割的长度固定为128b，因此如果长度小于128b或超过128b的明文不是其倍数，则无法将明文分割成长度为128b的等长明文块。在这种情况下，需要填充明文块以补充到128位；

AES的工作模式出现在将明文块加密为明文块的过程中，AES加密算法提供5种不同的工作模式：ECB电码本模式（Electronic Codebook Book）、CBC密码分组链接模式（Cipher Block Chaining）、CTR计算器模式（Counter）、CFB密码反馈模式（Cipher FeedBack）、OFB输出反馈模式（Output FeedBack）.

当前，AES 加密的数据在某种意义上是安全的，因为没有已知的密码分析攻击可以解密AES密文，除非强行遍历搜索所有可能的256位密钥。