高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)是一种对称加密算法,用于加密和解密数据。AES标准有三个密钥长度:128比特、192比特和256比特。AES密钥长度越长,加密越强度更高。
AES使用称为轮式结构(Round)的加密方式,密钥长度越长,则加密操作的轮数就越多,加密结果越复杂,越难被破解。AES加密分成四个阶段,即字节替换,行移位、列混淆、轮密钥加等。
字节替换:将每个字节通过S盒(Substitution box)映射为另一个字节。
行移位:通过移位操作将每一行进行移位,以增加加密的随机性和强度。
列混淆:对列进行混淆操作,所以又称为列混淆算法。
轮密钥加:将每一轮中的轮密钥与当前数据块进行异或操作,避免信息泄露和信息重复。
AES相比于其他加密算法,它的加密速度更快,强度更高,安全性更有保障,更难破解。而DES算法因为其密钥太短,经多次尝试可以被暴力破解,已被淘汰;RSA算法则存在加密速度慢的问题,适合于加密少量数据。
AES被广泛用于各个领域的数据加密,在互联网传输中,AES可用于加密SSL/TLS连接、HTTPS连接、FTP传输、VoIP通话和VPN连接等,以保障数据的安全性。而在硬件层面上,AES也被用于智能卡、电子钱包和智能门禁等领域。
同时,许多著名的软件和系统,如微软的BitLocker、苹果的FileVault和Linux的dm-crypt,都采用AES算法加密数据,并且已经内置在这些系统中,得到广泛应用。