隨著網絡威脅的增加，強大的數據加密對於保護敏感信息的安全至關重要。先進加密標準 (AES) 已成為全球行業的首選，以其無與倫比的安全性和效率而聞名。
AES 加密是由國家標準與技術研究所 (NIST) 於 2001 年建立，以取代較舊的數據加密標準（DES），這些標準已易受到現代攻擊。經過廣泛的評估過程，Rijndael 算法因其強度、效率和靈活性而選擇 AES。
如今，AES 被認為是從政府機構到金融機構和科技公司跨行業的敏感信息加密的黃金標準。
在本指南中，我們將深入探討 AES 加密的基礎知識，探索其優勢，並討論 Splashtop 如何整合 AES-256 加密以確保企業和個人的安全、可靠的遠端存取。
什麼是進階加密標準 (AES)？
AES 的定義是「高級加密標準」，它是一種對稱加密演算法，用於保護電子數據的安全。
Advanced Encryption Standard (AES) 是一種廣泛使用的加密協議，旨在通過將可讀信息轉換為安全的編碼格式來保護敏感數據。AES 是一種對稱金鑰加密方法，這意味著它在加密和解密時使用相同的金鑰，確保數據在傳輸或存儲期間保持安全。
AES 的用途是什麼？
AES 是許多現代應用中數據安全的支柱。此加密標準用於保護無線通信、雲端儲存、資料庫、行動應用程式等中的資料。憑藉其速度和強大的安全性，AES 已成為各行業中保護數據的首選方法，從醫療保健到金融業。
AES 加密是如何運作的？
AES 加密使用在多個 回合中執行的一系列明確定義的操作將純文本轉換為加密文本。以下是涉及的關鍵步驟：
金鑰擴充：使用金鑰排程演算法將原始加密金鑰擴展為一系列圓形金鑰。這些圓形金鑰在加密的每個階段都使用。
初始回合：AddRoundKey：透過位元 XOR 操作將純文字資料與第一個回合鍵組合，從一開始就將金鑰材料混合到資料中。
子位元組（位元組替代）：資料區塊中的每個字節都被預先定義替換框（S-box）中的對應字節取代，從而引入密碼中的非線性。
ShiftRows（列移位）：資料矩陣的列會循環向左移，這有助於將位元組值分散到區塊中，並增加擴散。
MixColumns（欄混合）：使用數學運算進行轉換數據矩陣的每一列，以進一步混亂數據並增強擴散。（注意：在最後回合中跳過此步驟。）
AddroundKey（密鑰混合）：使用 XOR 與數據結合了另一個圓形密鑰，將加密過程緊密綁定到密鑰。
最後回合：最後一回合會略過 MixColumns 步驟，並使用子位元組、ShiftRow 和最後一個 AddroundKey 操作完成加密，產生最終的加密文字。
回合數（10、12 或 14）取決於鍵長度分別為 128、192 位或 256 位元。
3 種類型的 AES 加密
AES 加密提供三種金鑰長度——128 位元、192 位元和 256 位元——每種在安全強度和使用案例上各有不同：
AES-128 加密
此選項使用 128 位元金鑰，以速度和安全性之間的平衡而聞名。AES-128 為一般數據安全需求提供強大的保護，包括安全檔案共享和需要高速的應用程式中的基本數據保護。
AES-192 加密
使用 192 位元金鑰，這個版本的 AES 提供比 AES-128 更高的安全等級。雖然速度稍慢，但 AES-192 常用於需要更強加密但不希望承擔 AES-256 額外計算需求的行業。它適合用於政府或監管環境中的安全通信。
AES-256 加密
AES 最安全的版本，AES-256 使用 256 位元金鑰，對於當前技術來說幾乎不受暴力破解攻擊的影響。雖然它是計算上最密集的，但在需要最大安全性的應用中，如金融交易、雲端儲存和數據備份中被偏好使用。AES-256 廣泛應用於需要頂級安全的行業，如醫療保健和金融服務。
高級加密標準 (AES) 的優勢
AES 加密因其多項關鍵優勢而成為當今最受信任的加密方法之一：
強大的安全性：AES 被認為是最強的加密標準之一。它對各種攻擊的抵抗力，特別是暴力破解攻擊，使其成為保護敏感資訊的理想選擇。更長的金鑰長度（如 AES-256）提供更高級別的安全性。
Efficiency in Hardware and 軟體: AES 在硬體和軟體環境中都能高效實現。其效能經過最佳化，能夠快速加密資料而不影響安全性，非常適合需要高速處理和強大加密的應用程式。
能夠安全地加密大量數據：與一些較舊的加密標準不同，AES 可以在對效能影響最小的情況下加密大量數據。這種效率使其非常適合需要高數據吞吐量的應用程式，例如 cloud 儲存、串流服務和大型資料庫。
跨行業和設備的適應性：AES 加密具有多功能性，已成為全球標準。它被廣泛應用於各行各業，從金融和醫療保健到政府和技術，為各種裝置和系統提供可靠的安全性。
AES 加密的關鍵特性
AES 加密以其可靠性和效率著稱，使其成為保護敏感數據 的首選。以下是其一些定義特徵：
對稱密鑰加密：AES 使用對稱密鑰演算法，這意味著加密和解密都使用相同的密鑰。這簡化了加密過程並加快了速度，特別適合於保護大量數據。
多種金鑰大小：AES 支援 128、192 和 256 位元的金鑰大小。這些選項為不同的安全需求提供靈活性，允許用戶根據所需的速度和安全性平衡選擇密鑰長度。
區塊加密方法：AES 使用區塊加密方法，將資料分成區塊（通常為 128 位元）並分別加密每個區塊。這種結構通過確保每個數據塊獨立安全來增強安全性。
替換-置換網路：AES 演算法包含替換和置換的回合，以複雜的方式將明文轉換為密文。這種設計通過徹底混合數據提供強大的安全性，使其對未經授權的訪問具有高度抵抗力。
高效能：AES 為硬體和軟體進行了優化，確保快速的加密和解密速度。這種效率允許 AES 在不顯著影響效能的情況下保護資料，非常適合即時應用。
抵抗已知攻擊：AES 被設計為能夠抵抗已知的密碼學攻擊，包括暴力破解、差分和線性密碼分析。這種穩健性使其適合高安全性環境。
AES 加密的實際應用
AES 加密廣泛應用於各個領域，以確保資料安全和隱私。以下是一些常見的實際應用：
無線安全（Wi-Fi）：AES 常用於 Wi-Fi 安全協定中，如 WPA2 和 WPA3，以加密透過無線網路傳輸的資料。這確保了像密碼和個人數據這樣的敏感信息免受未經授權的存取。
加密瀏覽（HTTPS）：網站在 HTTPS 協議中使用 AES 加密來保護瀏覽器和伺服器之間傳輸的數據 。這種加密有助於保護使用者資訊，例如登入認證和付款詳細資料，防止被惡意行為者攔截。
行動應用程式：許多行動應用程式，特別是那些處理金融交易或個人資料的應用程式，使用 AES 加密來保護裝置上的資料和傳輸中的資料。這包括銀行應用程式、社交媒體平台和消息應用程式，為用戶提供數據受到保護的安心感。
雲端存儲：AES 加密對於保護存儲在雲端環境中的檔案至關重要。像 Google Drive、Dropbox 等服務使用 AES 確保上傳的文件保持機密並防止未經授權的訪問。
檔案和磁碟加密：像 Windows 和 MacOS 這樣的作業系統提供基於 AES 的加密選項（如 BitLocker 和 FileVault）來保護整個硬碟或個別檔案。這對於保護存儲在實體裝置上的個人或敏感商業資訊特別有用。
政府和軍事通訊：AES 是政府機構和軍事行動中安全通訊的可信加密標準。其高安全性和抗攻擊性使其適合保護機密和敏感資訊。
安全訊息：許多加密訊息應用程式，如 Signal 和 WhatsApp，使用 AES 來端到端加密訊息，確保只有發送者和接收者可以閱讀他們對話的內容。
這些應用程式展示了 AES 在不同環境中保護資料的多功能性和可靠性，突顯了為什麼它在全球範圍內仍然是一個受信任的加密標準。
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保護 AES 加密：關鍵攻擊和預防方法
AES 加密是強大的，但像任何加密標準一樣，它面臨某些類型的攻擊。以下是常見的 AES 目標攻擊及其預防方法：
暴力破解攻擊：這種攻擊涉及系統地嘗試每一個可能的金鑰，直到找到正確的金鑰為止。雖然暴力破解攻擊非常耗時且計算密集，但對於較弱或較短的密鑰來說，它們變得更可行。
差分密碼分析：這種技術研究明文中的微小差異如何影響生成的密文。通過分析這些差異，攻擊者旨在推斷關鍵資訊。AES 抗差分密碼分析，但理解它有助於確保加密實踐保持強大。
側信道攻擊：側信道攻擊利用間接資訊，如功耗或電磁洩漏，而不是直接針對算法本身。攻擊者利用這些側面信息推斷加密密鑰。通常需要對加密裝置的物理訪問，使側信道攻擊更為專業化。
如何防止 AES 加密攻擊
使用更長的金鑰長度：例如，AES-256 提供比 AES-128 更強的保護，使其更能抵抗暴力破解攻擊。選擇較長的密鑰長度會增加攻擊者破解加密所需的時間和資源。
確保金鑰保密：將加密金鑰安全存儲，並限制僅授權人員訪問。使用金鑰管理解決方案可以幫助嚴格控制金鑰並防止未經授權的訪問。
實施物理安全措施：對於側信道攻擊，圍繞執行加密的硬體的物理安全是必需的。確保加密發生的環境安全，以防止未經授權的裝置存取。
定期更新和修補系統：軟體中的加密實現應定期更新。過時系統中的漏洞可能會被利用，因此使用最新的軟體有助於防止針對舊實現中弱點的攻擊。
避免使用弱或可預測的金鑰 ：金鑰生成應始終使用可靠的隨機數生成器，以防止金鑰可預測。避免使用容易被猜測或遵循可識別模式的金鑰。
通過理解和實施這些預防措施，AES 加密可以保持對潛在攻擊的安全，確保持續的資料保護。
AES 加密 vs.其他加密標準
AES 是一個廣泛採用的加密標準，但也有其他幾種在使用中。這裡是 AES 與其他流行標準（如 DES 和 RSA）的比較，突出了安全性、速度和效率的差異。
RSA vs. AES
加密類型：RSA 是一種非對稱加密標準，意味著它使用一對金鑰（公鑰和私鑰）進行加密和解密，而 AES 是一種對稱加密標準，使用相同的金鑰進行兩個過程。
安全性和金鑰長度：RSA 通常需要更長的金鑰長度（如 2048 或 4096 位元）才能達到與 AES-128、AES-192 或 AES-256 相當的安全性。由於其較短的金鑰，AES 通常更快，並且仍然提供強大的安全性。
效率：AES 在加密大量數據時更有效，而 RSA 通常用於保護小數據傳輸，例如在 SSL/TLS 握手中建立安全連接。在大多數情況下，由於其速度和較低的計算需求，AES 被選擇用於數據加密。
AES vs. DES
密鑰長度和安全性：DES（數據加密標準）使用 56 位密鑰，使其容易受到暴力破解攻擊。另一方面，AES 支援 128、192 和 256 位元金鑰，提供更強的安全性。
算法結構：DES 使用 64 位元的區塊大小，而 AES 使用 128 位元的區塊，這增強了 AES 對某些類型密碼攻擊的抵抗力。
效率與現代使用：AES 比 DES 更加高效和安全，因為 DES 現在被認為已過時，因其較短的金鑰長度和漏洞。AES 已經在大多數現代應用 中有效取代了 DES。
AES-128、AES-192 和 AES-256 的差異 #TSep#
密鑰長度：這些 AES 類型的主要區別在於密鑰的長度。AES-128 使用 128 位元密鑰，AES-192 使用 192 位元密鑰，AES-256 使用 256 位元密鑰。
安全性：隨著密鑰長度的增加，安全等級也會提高。AES-256 提供最高級別的安全性，通常用於需要最大數據保護的應用，而 AES-128 更快，通常用於敏感性較低的應用。
效能：AES-128 是三者中最快的，其次是 AES-192 和 AES-256。這種速度與安全性的權衡允許用戶根據特定需求選擇適當的保護級別。
為什麼 AES 在現代加密中受到偏愛
AES 是大多數現代加密需求的標準選擇，因為它具有強大的安全性、在硬體和軟體中的效率以及密鑰長度的靈活性。它在速度和強度之間取得平衡，使其適合多種應用，從安全通信到雲端儲存和資料備份。AES 的多功能性和對攻擊的抵抗力確保其繼續作為一種強大的加密標準使用。
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