21、数据加密与传感器安全：AES算法全解析

数据加密与传感器安全：AES算法全解析

1. 数据安全基础：加密与认证

在当今数字化时代，数据的安全存储和传输至关重要。为数据提供安全保障的常用方法是加密数据，而通过使用消息认证码可以对数据进行认证。将加密和认证相结合，能为数据提供更强的保护，抵御潜在的攻击者。

加密系统主要分为对称系统和非对称密钥加密系统。在对称系统中，发送者和接收者之间使用同一个密钥，双方通过安全的方式共享这个密钥。而非对称密钥加密系统中，发送者会生成一对相互关联的密钥，即公钥和私钥。私钥由生成者（通常是信息的发送者）保留，公钥则会共享给需要解密发送者所发送信息的人，或者用于向发送者发送信息，发送者再使用私钥进行解密。

2. AES算法介绍

AES（Advanced Encryption Standard）即高级加密标准，起源于NIST举办的对称密钥加密竞赛。最终，Rijndael密码算法从RC6、Serpent、MARS和Twofish等决赛选手中脱颖而出，成为了AES。其创造者是Joan Daemen和Vincent Rijmen。

DES（Data Encryption Standard）由于容易被暴力破解而被取代。任何人只要有足够的时间和计算能力，就能使DES失去作用。而Rijndael因其易于理解、高效且内存使用低等优点，被选为AES。

AES使用128位密钥进行加密，具有特定的加密结构和解密结构，且加密和解密函数都是可逆的。它采用了128位的块设计，有128位、192位和256位三种密钥大小的变体。AES的设计基于替换 - 置换网络（SPN），这是一种高效的多项式算法，可在软件和硬件中实现。与DES不同，AES不使用Feistel网络