什么是 AES 加密？它的工作原理是什么？

AES（高级加密标准）是一种对称分组加密算法，由NIST于2001年发布，取代DES成为主流加密标准。它支持128、192和256位密钥长度，对应加密轮数分别为10、12和14轮。以下是其工作原理的核心步骤：

1. 加密过程（以128位密钥为例）
   • 初始化轮（AddRoundKey）：明文分组成4×4字节矩阵（State），与首轮密钥进行异或运算（XOR）。
   • 迭代轮（共9轮）：
     • 字节替换（SubBytes）：通过S盒非线性替换每个字节。
     • 行移位（ShiftRows）：矩阵各行循环左移（第0行不移，第1行移1位，第2行移2位，第3行移3位）。
     • 列混淆（MixColumns）：通过矩阵乘法混淆每列数据（伽罗瓦域运算）。
     • 轮密钥加（AddRoundKey）：与当前轮密钥异或。
   • 最终轮（省略MixColumns）：执行SubBytes → ShiftRows → AddRoundKey，输出密文。

2. 解密过程
   为加密的逆操作：步骤反转（如逆字节替换InvSubBytes）、密钥使用顺序颠倒。

3. 关键特性
   • 对称加密：加密/解密使用相同密钥。
   • 数据填充：明文需填充至128位块倍数（常用PKCS#7）。
   • 工作模式：如ECB（块独立加密）、CBC（块链式依赖，需初始化向量IV）等增强安全性。

优势：

• 安全性高：无已知高效攻击方式，抗量子计算威胁（AES-256）；
• 性能高效：软硬件优化实现速度快；
• 灵活：密钥长度可选适配不同场景需求。