AES 密钥扩展与密钥长度
探索 128 位、192 位和 256 位密钥，以及密钥编排过程
AES 密钥扩展与密钥长度 是 CoddyKit 上的免费 Cryptology Academy 课时。 这是第 3 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Cryptology Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Cryptology Academy 课程共包含 4 节课。
欢迎
AES 通过密钥计划将短密钥扩展为多个轮密钥。理解这一过程对于掌握密钥如何贯穿每一轮至关重要。
为什么要进行密钥扩展？
AES-128 有 10 轮，外加一次初始 AddRoundKey。这需要 11 个轮密钥 × 16 字节 = 176 字节的总长度。密钥计划会将一个 16 字节的主密钥扩展为完整的密钥材料。
密钥计划中的字
密钥计划以 4 字节的字为单位运行。AES-128 从原始密钥开始生成 4 个字（W[0..3]）。随后生成 W[4..43]，得到 44 个字 = 176 字节 = 11 个 128 位轮密钥。
SubWord
SubWord 会独立地对一个字中的 4 个字节应用 AES S-box。它为密钥扩展提供非线性，从而防止相关密钥攻击。
RotWord
RotWord 会对一个 4 字节的字执行循环左移：
[a, b, c, d] → [b, c, d, a]
这可以确保相同的 32 位字不会在密钥扩展中重复出现。
轮常量（Rcon）
Rcon[i] = [2^(i-1), 0, 0, 0]，定义在 GF(2^8) 中。在密钥扩展期间，每 4 个字就会将其与一个字执行 XOR。它使每个轮密钥都不相同，并防止滑动攻击。
密钥扩展公式
对于 i ≥ 4：
if i % 4 == 0:
W[i] = W[i-4] XOR SubWord(RotWord(W[i-1])) XOR Rcon[i/4]
else:
W[i] = W[i-4] XOR W[i-1]
AES-192 和 AES-256 的计划
AES-192：6 个输入字，生成 52 个字（12+1 轮）。AES-256：8 个输入字，生成 60 个字（14+1 轮）。AES-256 每 8 个字额外执行一次 SubWord。
密钥长度的安全性
AES-128 提供 128 位安全性（2^128 次暴力搜索）。AES-256 提供 256 位安全性。对于量子攻击者，AES-256 仍保留 128 位安全性（Grover 算法会将其降低一半）。
选择 AES 密钥长度
对于如今的大多数应用：AES-128 已经足够。对于长期保密的秘密、机密数据或后量子场景：请选择 AES-256。AES-192 在实践中很少使用。
从密码派生密钥
绝不要直接将密码用作 AES 密钥。请使用 KDF：key = PBKDF2(password, salt, 600000, 32, SHA256) 或 key = Argon2id(password, salt, mem=65536, t=3, p=4)。
快速检查
AES-128 需要多少个轮密钥（包括初始的 AddRoundKey）？
回顾
您已经掌握 AES 密钥扩展！接下来，我们将在 Python 中使用 AES 和 OpenSSL 将所学内容串联起来，并加密真实文件。
常见问题解答
「AES 密钥扩展与密钥长度」课时是免费的吗？
是的 — 「AES 密钥扩展与密钥长度」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Cryptology Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Cryptology Academy 课程共包含 4 节课。
「AES 密钥扩展与密钥长度」这节课中我会学到什么？
探索 128 位、192 位和 256 位密钥，以及密钥编排过程 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Cryptology Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。
学习 Cryptology Academy 需要有经验吗？
无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Cryptology Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 3 节课，共 4 节。
「AES 密钥扩展与密钥长度」课时需要多长时间？
大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。
我能在这节 Cryptology Academy 课中编写并运行代码吗？
能。每节 Cryptology Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。
此课程中的所有课时
- 对称加密概念
- AES 结构：轮与状态矩阵
- AES 密钥扩展与密钥长度
- 使用 AES 实际加密文件