AES（Advanced Encryption Standard）是现代最常用的 对称加密 分组密码标准，使用固定 128 位分组，并支持 128、192、256 位密钥。
核心问题
AES 解决的是“如何用同一把秘密密钥高效、标准化地把数据块变成不可读密文”的问题。它本身只定义单个固定长度分组如何加密，不直接定义任意长度消息、nonce、认证标签或协议交互。
核心机制
AES 把 128 位明文分组放入一个状态矩阵中，经过多轮可逆变换生成密文。轮数由密钥长度决定：AES-128 为 10 轮，AES-192 为 12 轮，AES-256 为 14 轮。
每轮核心操作包括：
- SubBytes：非线性字节替换，提供抗线性分析能力。
- ShiftRows：行移位，让字节位置扩散。
- MixColumns：列混合，让单字节变化影响更多位置。
- AddRoundKey：和轮密钥异或，把秘密密钥引入变换。
要加密任意长度数据，AES 必须配合工作模式使用，例如 GCM、CTR、CBC。现代网络和应用层加密优先使用 AES-GCM 这类 认证加密 模式。
工程用途
- TLS 和 VPN 数据保护：常见套件包括 AES-GCM。
- 磁盘和文件加密：BitLocker、LUKS、备份工具等常使用 AES。
- 数据库和对象存储加密：字段、文件、对象和密钥信封的数据部分。
- 嵌入式与硬件加速：许多 CPU 和安全芯片提供 AES 指令或加速单元。
边界与常见坑
- AES 不是完整加密方案：只选 AES 不够，还要选模式、nonce、填充、认证和密钥管理。
- 不要使用 AES-ECB：相同明文块会得到相同密文块，泄露数据结构。
- GCM nonce 不能重复：同一密钥下 nonce 重复可能直接破坏机密性和完整性。
- CBC 需要正确填充和认证：否则可能出现 padding oracle 等攻击。
- AES-256 不总是工程最优：更长密钥不自动弥补错误模式、弱随机数或密钥泄露。