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发表于：2025-07-28 06:22:54

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一、AES加密功能在物联网行业中的应用

AES加密功能在物联网行业中有着广泛的应用。随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备连接到互联网上，这也增加了数据泄露和网络攻击的风险。为了保护物联网设备和传输的数据的安全，AES加密技术被广泛应用于以下几个方面：

数据传输加密：物联网设备之间传输的数据可以使用AES加密算法进行加密，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。
身份验证：AES加密技术可以用于物联网设备的身份验证过程，确保只有合法的设备可以接入物联网网络。
安全存储：物联网设备上存储的数据可以使用AES加密算法进行加密，确保数据在设备丢失或被盗时不会被泄露。

总的来说，AES加密技术在物联网行业中的应用可以提高设备和数据的安全性，保护用户的隐私和权益。

二、AES加密功能的行业知识介绍

1.AES加密算法定义

AES加密算法（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，也称为高级加密标准。它是由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年发布，作为DES加密算法的替代方案。AES加密算法使用128位、192位或256位密钥对数据进行加密和解密，具有高强度、高速度和易于实现等优点。

2.AES加密算法的原理是什么？

密钥扩展

根据AES密钥长度进行密钥扩展，生成多个轮密钥。

初始轮

将明文数据分成128位块，并与第一个轮密钥进行异或操作。

多轮加密

重复进行多轮加密操作，每轮操作包括四个步骤：

字节替换：将每个字节映射到另一个字节，使用S-Box进行替换。

行移位：对每个128位块的行进行循环左移，第一行不移动，第二行左移1个字节，第三行左移2个字节，第四行左移3个字节。

列混淆：对每个128位块的列进行混淆，使用固定矩阵进行乘法运算。

轮密钥加：将每个128位块与下一个轮密钥进行异或操作。

最终轮

最后一轮加密后，将128位块与最后一个轮密钥进行异或操作。

输出

输出所有块的加密结果作为密文。

3.AES加密算法的安全性如何？

密钥长度

AES加密算法支持128位、192位和256位密钥长度，密钥长度越长，加密强度越高，可以有效抵御暴力破解和其他攻击。

算法的强度

AES加密算法采用了高度复杂的算法，包括字节替换、行移位、列混淆等多重操作，使得攻击者很难找到有效的攻击路径。

随机性和扩散性

AES加密算法具有良好的随机性和扩散性，能够抵御差分密码分析和其他密码分析攻击。

算法的公开性

AES加密算法是一种公开的加密算法，任何人都可以使用和实现，这也促进了算法的安全性和可信度。

4.AES加密算法的优点是什么？

安全性高

AES加密算法是一种安全性较高的加密算法，能够有效抵御暴力破解和其他攻击。

加密速度快

AES加密算法的加密速度相对较快，尤其是对于128位密钥长度的加密，可以在硬件上实现高速加密。

硬件实现方便

由于AES加密算法采用了固定的算法结构，因此可以在硬件上实现高效加密。

兼容性好

AES加密算法已经被广泛应用，许多软件和硬件设备都支持该算法。

可扩展性强

AES加密算法的密钥长度可选128位、192位和256位，可以根据安全需求选择密钥长度。

开放性好

AES加密算法是一种公开的加密算法，任何人都可以使用和实现。

5.AES加密算法的缺点是什么？

算法复杂度高

AES加密算法的加密过程需要进行多次复杂的操作，包括字节替换、行移位、列混淆等多重操作，因此算法复杂度较高。

密钥管理困难

AES加密算法需要使用较长的密钥长度，密钥管理较为困难，需要特殊的管理措施来保证密钥的安全性。

密文长度固定

AES加密算法的密文长度固定，无法根据明文长度动态调整，可能会对某些应用场景造成限制。

密文块的处理

由于AES加密算法是基于块密码算法，因此对于大文件的加密需要分块处理，可能会导致加密速度变慢。

可重放攻击

在某些情况下，攻击者可以通过重放加密数据来实现攻击，这是AES加密算法的一个安全漏洞。

三、AES加密功能的软件设计方案

1.基于红豆平台AES加密源代码的讲解：

int dtu_aes_cipher_encrypt(AM_AES_CIPHER_T* paes)

加密，加密数据、参数的等内容，在AM_AES_CIPHER_T结构体中。

/** * Function : am_aes_cipher_encrypt * Description : * Input : data 加密数据 * exdata 加密后的数据 * data_len 加密数据长度 * Output : * Return : * Auther : zhaoning * Others : **/ int am_aes_cipher_encrypt(AM_AES_CIPHER_T* paes) { int ret = 0; mbedtls_cipher_context_t ctx = {0}; const mbedtls_cipher_info_t* info = NULL; size_t ilen = 0; size_t olen = 0; size_t slen = 0; AM_AES_CIPHER_T* p_aes_cipher = NULL; p_aes_cipher = paes; if(NULL == paes->data || NULL == paes->exdata || NULL == paes->key || NULL == paes->iv || 0 == paes->data_len) { uprintf("%s[%d] params err", __FUNCTION__, __LINE__); return -1; } //初始化cipher结构体 mbedtls_cipher_init(&ctx); //获取AES模式info info = mbedtls_cipher_info_from_type(p_aes_cipher->type); //设置cipher模式 ret = mbedtls_cipher_setup(&ctx, info); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] setup err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //设置padding模式 ret = mbedtls_cipher_set_padding_mode(&ctx, p_aes_cipher->padding); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] padding err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //设置密钥 //#ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE // uprintf("key:%s", dtu_file_ctx->format.key); //#endif /* ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE.2023-12-21 15:36:29 by: zhaoning */ ret = mbedtls_cipher_setkey(&ctx, p_aes_cipher->key, strlen((void*)p_aes_cipher->key) * 8, MBEDTLS_ENCRYPT); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] setkey err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //设置初始化向量IV //#ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE // uprintf("iv:%s", dtu_file_ctx->format.iv); //#endif /* ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE.2023-12-21 15:36:33 by: zhaoning */ ret = mbedtls_cipher_set_iv(&ctx, p_aes_cipher->iv, strlen((void*)p_aes_cipher->iv)); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] setiv err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //更新输入数据，olen = format_size / 16 ilen = p_aes_cipher->data_len; ret = mbedtls_cipher_update(&ctx, p_aes_cipher->data, ilen, p_aes_cipher->exdata, &olen); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] update err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //#ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE // temp = malloc(encrypt_len * 2 + 1); // memset(temp, 0, encrypt_len * 2 + 1); // utils_hex2ascii_str(temp, (UINT8*)encrypt, olen); // uprintf("olen:%d", olen); // uprintf("after:%s", temp); // free(temp); //#endif /* ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE.2023-12-25 15:00:02 by: zhaoning */ //偏移olen = format_size / 16字节，完成最后一个16字节计算 slen = olen; //完成计算，olen = 16 ret = mbedtls_cipher_finish(&ctx, (unsigned char*)(p_aes_cipher->exdata + slen), &olen); if(0 != ret) { uprintf("%s[%d] finish err", __FUNCTION__, __LINE__); goto exit; } //打印加密后的数据，转为str后，使用uprintf输出，输出十六进制多回车换行 #if 0 char* temp = NULL; UINT16 encrypt_len = 0; char arr_temp[33] = {0}; UINT32 p_len = 0; encrypt_len = (data_len / 16 + 1) * 16; temp = malloc(encrypt_len * 2 + 1); p_len = encrypt_len / 16; if(NULL != temp) { memset(temp, 0, encrypt_len * 2 + 1); utils_hex2ascii_str(temp, (UINT8*)exdata, encrypt_len); uprintf("%s[%d] slen:%d olen:%d after encrypt len:%d", __FUNCTION__, __LINE__, slen, olen, encrypt_len); memset(arr_temp, 0, 17); for(UINT32 i = 0; i < p_len;i++) { memcpy(arr_temp, temp + 32 * i, 32); uprintf("%s", arr_temp); } free(temp); } // dtu_send_to_uart(encrypt, encrypt_len); #endif /* ifdef DTU_DATA_PRINTF_DATA_MODE.2023-12-21 11:03:22 by: zhaoning */ exit: //释放cipher结构体 mbedtls_cipher_free(&ctx); return ret; }