AES加密的详细步骤是什么?
AES加密的详细步骤
AES(Advanced Encryption Standard)是一种对称密钥加密算法,被广泛应用于保护敏感数据的安全性。下面将详细介绍AES加密的步骤。
1. 密钥选择
AES算法使用的密钥长度可以是128位、192位或256位。在加密过程中,密钥长度越长,安全性也就越高。根据需要,选择一个合适的密钥长度。
2. 轮密钥生成
根据选定的密钥长度,生成一系列轮密钥。这些轮密钥用于后续的加密和解密过程中,通过对原始密钥进行变换得到。
3. 初始轮(AddRoundKey)
将明文数据与第一轮密钥进行异或操作。这个步骤相当于简单地对明文数据进行了一次混淆。
4. 轮运算(SubBytes、ShiftRows、MixColumns)
这一步骤包含三个子步骤:
4.1 SubBytes:将上一轮结果中的每个字节替换为一个预定义的S盒中对应的字节。S盒是一个固定的查找表,用于增加加密的复杂性。
4.2 ShiftRows:对每一行进行循环左移操作。第一行不变,第二行左移一位,第三行左移两位,第四行左移三位。
4.3 MixColumns:对每一列进行线性变换。通过特定的乘法运算和异或操作,将每一列与固定矩阵相乘,得到新的列值。
5. 最后一轮(SubBytes、ShiftRows、AddRoundKey)
最后一轮是特殊的,它不包含MixColumns步骤。而是经过SubBytes、ShiftRows和AddRoundKey三个步骤。
6. 密文生成
在最后一轮完成后,得到的数据就是加密后的密文。
除了加密过程外,解密过程与加密过程相反。解密时,需要使用相同的轮密钥进行逆向操作,即逆向执行加密过程中的各个步骤,以还原原始明文。
AES加密算法通过轮运算和密钥变换实现了高效的数据加密。它是目前被广泛接受和使用的加密标准之一,具有高度的安全性和可靠性。