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aes算法

高級加密標準(Advanced Encryption Standard,簡稱AES)是一種廣泛使用的對稱加密算法,由比利時密碼學家Joan DaemenVincent Rijmen設計,於2001年被美國國家標準技術研究所NIST)選定為標準加密算法。以下是AES算法的詳細介紹:

算法原理。AES算法採用對稱密鑰加密方式,支持128位、192位或256位密鑰長度進行數據加密。它的基本運算單元是位元組(byte),對數據進行分組、輪次疊代以及位元組替換、行移位、列混淆等複雜操作,最終生成密文。

算法特點。AES算法具有高度安全性,經過多次疊代運算、位元組替換和混淆操作,提供了極高的安全性。每個數據塊之間是獨立的,適用於流式加密、並行處理和多核處理器等多種套用場景。AES算法的加密和解密速度非常快,具備較低的系統資源占用。

套用領域。AES算法廣泛套用於網際網路通信安全、存儲介質數據加密、行動裝置安全等領域。

算法過程。密鑰擴展(根據AES密鑰長度進行密鑰擴展,生成多個輪密鑰)、初始輪(將明文數據分成128位塊,並與第一個輪密鑰進行異或操作)、多輪加密(重複進行多輪加密操作,每輪操作包括四個步驟:位元組替換、行移位、列混淆、輪密鑰加。最後一輪加密後,將128位塊與最後一個輪密鑰進行異或操作)、輸出(輸出所有塊的加密結果作為密文)。

此外,AES算法的變體包括AES-GCM(Galois/Counter Mode),結合了加密和認證的功能,提供了同時進行加密和數據完整性校驗的能力。