AES

AES（Advanced Encryption Standard），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES。其密钥长度则可以是128，192或256比特。

AES选定过程

1997年2月，美国国家标准与技术研究院（NIST）宣布希望选出一种新的加密算法用于替代DES。数月后15种加密算法被提交，分别是：CAST-256,CRYPTON,DEAL,DFC,E2,FROG,HPC,LOKI97,MAGENTA,MARS,RC6,Rijndael,SAFER+,Serpent,Twofish。

经过数轮的讨论与筛选，最终5种算法进入最终轮：MARS,RC6,Rijndael,Serpent, Twofish。最后经过专家投票，Rijndael胜出，成为了AES标准。

Rijndael: 86 positive, 10 negative
Serpent: 59 positive, 7 negative
Twofish: 31 positive, 21 negative
RC6: 23 positive, 37 negative
MARS：13 positive, 84 negative

算法

1. SubBytes：通过一个非线性的替换函数，用查找表(S-Box)的方式把每个字节替换成对应的字节。
2. ShiftRows：将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
3. MixColumns：每一列的四个字节通过线性变换互相结合得到新的4字节值.
4. AddRoundKey：将输入与轮密钥进行XOR。

以上就是AES加密中的一轮，不同密钥长度进行的轮数不同，128位10轮，192位12轮，256位14轮。

下面具体分析每一步：

SubBytes

从一张拥有256个值的替换表(S-Box)中找出对应的值替换。S-Box是固定的，查找公式也是固定。具体可参见Rijndael S-box。用此步骤混淆了输入内容。

ShiftRows

上一步处理后将16个字节分为4组，每组4字节。以字节位单位进行乱序处理，这种打乱是有规律的。如上图中输入第一组第一个字节移动到输出第一组第一个字节，输入第一组第二个字节移动到输入第二组第二个字节，输入第一组第三个字节移动到输出第三组第三个字节。

MixColumns

可以理解为采用固定的公式，将每组4个字节做运算得出另外4个字节。具体可参见Rijndael mix columns。

AddRoundKey

与轮密钥做异或。

轮密钥

轮密钥是通过密钥编排得到：将原始输入的密钥（128位、192位、256位）作为输入，得到子密钥。