1. 简介
AES 是Advanced Encryption Standard（高级加密标准） 的缩写，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，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijndael为名投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijndael的发音近于"Rhine doll"）
其他算法可以看：数据加密 ---- 总篇
2. 形成过程
- 1997年4月15日，美国ANSI发起征集AES（advanced encryption standard）的活动，并为此成立了AES工作小组。
- 1997年9月12日，美国联邦登记处公布了正式征集AES候选算法的通告。对AES的基本要求是： 比三重DES快、至少与三重DES一样安全、数据分组长度为128比特、密钥长度为128/192/256比特。
- 1998年8月12日，在首届AES候选会议（first AES candidate conference）上公布了AES的15个候选算法，任由全世界各机构和个人攻击和评论。
- 1999年3月，在第2届AES候选会议（second AES candidate conference）上经过对全球各密码机构和个人对候选算法分析结果的讨论，从15个候选算法中选出了5个。分别是RC6、Rijndael、SERPENT、Twofish和MARS。
- 2000年4月13日至14日，召开了第3届AES候选会议（third AES candidate conference），继续对最后5个候选算法进行讨论。
- 2000年10月2日，NIST宣布Rijndael作为新的AES。经过3年多的讨论，Rijndael终于脱颖而出。
- Rijndael由比利时的Joan Daemen和Vincent Rijmen设计。算法的原型是Square算法，它的设计策略是宽轨迹策略（wide trail strategy）。算法有很好的抵抗差分密码分析及线性密码分析的能力。
3. 加密过程
博文 AES加密算法的详细介绍与实现 中已经详细了说明了AES 的加密过程，大致是如下步骤：
- 密钥扩展（KeyExpansion）
- 初始轮（Initial Round）
- 重复轮（Rounds）每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey
- 最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。
其中重复轮中的 4 个操作为：
- AddRoundKey—矩阵中的每一个字节都与该次回合密钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。
- SubBytes—透过一个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
- ShiftRows—将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
- MixColumns—为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每内联的四个字节。最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。
具体每一个步骤的算法，可以看另一篇博文：AES加密算法的详细介绍与实现
4. 加密说明
在AES 加密使用时需要了解几个概念：
- AES 密钥
严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中两者可以互换），因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥长度：AES的区块长度固定为128比特，密钥长度则可以是128，192或256比特；而Rijndael使用的密钥和区块长度均可以是128，192或256比特。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。
JDK目前只支持AES-128加密，也就是传入的密钥必须是长度为16的字符串。
- 初始向量Iv(Initialization Vector)
使用除ECB以外的其他加密模式均需要传入一个初始向量，其大小与块大小相等，AES块大小是128bit，所以Iv的长度是16字节，初始向量可以加强算法强度。
- 加密模式（Cipher Mode）
从博文 AES加密算法的详细介绍与实现 我们知道，AES 加密是将明文进行分组，然后进行重复的运算，最终达到加密的效果，所以，AES 加密也属于分组加密，常见的还有DES、GCM、ARC4等。
常用分组工作模式有CBC、ECB、CTR、OFB、CFB、PCBC
详细看 分组密码工作模式
- 填充方式（Padding）
决定了最后的一个块需要填充的内容，填充方式有PKCS5Padding、PKCS7Padding、NOPADDING、ISO10126Padding等，填充方式为PKCS5Padding时，最后一个块需要填充χ个字节，填充的值就是χ；填充方式为NOPADDING时，最后的一个块填充的内容由程序员自己决定，通常填充0。（详细看 加密数据的填充方式）
具体如下：
| 算法/模式/填充 | 16字节加密后数据长度 | 不满16字节加密后长度 |
|---|---|---|
| AES/CBC/NoPadding | 16 | 不支持 |
| AES/CBC/PKCS5Padding | 32 | 16 |
| AES/CBC/ISO10126Padding | 32 | 16 |
| AES/CFB/NoPadding | 16 | 原始数据长度 |
| AES/CFB/PKCS5Padding | 32 | 16 |
| AES/CFB/ISO10126Padding | 32 | 16 |
| AES/ECB/NoPadding | 16 | 不支持 |
| AES/ECB/PKCS5Padding | 32 | 16 |
| AES/ECB/ISO10126Padding | 32 | 16 |
| AES/OFB/NoPadding | 16 | 原始数据长度 |
| AES/OFB/PKCS5Padding | 32 | 16 |
| AES/OFB/ISO10126Padding | 32 | 16 |
| AES/PCBC/NoPadding | 16 | 不支持 |
| AES/PCBC/PKCS5Padding | 32 | 16 |
| AES/PCBC/ISO10126Padding | 32 | 16 |
可以看到，在原始数据长度为16的整数倍时，假如原始数据长度等于16*n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16*n，其它情况下加密数据长度等于16*(n+1)。在不足16的整数倍的情况下，假如原始数据长度等于16*n+m[其中m小于16]，除了NoPadding填充之外的任何方式，加密数据长度都等于16*(n+1)；NoPadding填充情况下，CBC、ECB和PCBC三种模式是不支持的，CFB、OFB两种模式下则加密数据长度等于原始数据长度。
其他算法可以看：数据加密 ---- 总篇
参考：