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2024年1月20日发(作者：)

AES加密解密算法原理

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，也是目前最常用的加密算法之一、它的原理基于代换-置换网络（Substitution-Permutation Network）和密钥编排（Key Schedule），提供了高度安全性和高效的加密解密速度。

AES算法使用固定长度的块（block）进行加密和解密。在AES中，块的长度为128位（16字节），可以通过使用不同的密钥长度（128位、192位或256位）来选择不同的加密强度。

AES加密算法的核心是代换-置换网络（Substitution-Permutation

Network，SPN）。它包含了四个主要的操作：字节代换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。这些操作在多轮中重复执行，每轮中使用不同的轮密钥进行加密。最后一轮的加密不包含列混淆操作。

字节代换（SubBytes）是AES算法的第一步，它通过查表的方式将输入块中的每个字节替换为一个固定的字节。这个替换表是通过将每个字节的高四位和低四位作为下标进行查找得到的。

行移位（ShiftRows）是AES算法的第二步，它按照固定规则对输入块中的每一行进行循环移位操作。具体来说，每一行的移位操作是将这一行向左循环移动一个固定的偏移量。这个偏移量是根据输入块的行号来确定的。

列混淆（MixColumns）是AES算法的第三步，它对输入块中的每一列进行混淆操作。这个混淆操作是通过将每一列的每个字节与一个固定的矩阵进行矩阵乘法得到的。

轮密钥加（AddRoundKey）是AES算法的最后一步，它是每一轮加密中的一个重要操作。在这个操作中，当前输入块的每个字节与当前轮使用的轮密钥进行异或操作。这个轮密钥是通过密钥编排算法生成的。

密钥编排（Key Schedule）是AES算法的一个重要部分。它通过从输入密钥生成一系列轮密钥，每个轮密钥用于对应加密轮中的轮密钥加操作。密钥编排算法采用了密钥扩展算法（Key Expansion Algorithm），它使用密钥的字节组合和循环移位操作来生成轮密钥。

AES解密算法与加密算法类似，但是在解密过程中，行移位（ShiftRows）和列混淆（MixColumns）的操作需要进行逆操作。具体来说，行移位（ShiftRows）操作是向右循环移动一个固定的偏移量，列混淆（MixColumns）操作是与一个特定的矩阵进行矩阵乘法的逆操作。

总之，AES加密算法通过代换-置换网络和密钥编排算法提供了高度安全性和高效的加密解密速度。它的核心操作包括字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加。通过多轮重复执行这些操作，即可完成对输入块的加密和解密操作。

本文标签： 密钥操作算法进行加密

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