Обновлено: 21 апреля 2026 г.
AES-шифрование является одним из наиболее надежных методов защиты цифровой информации. Продвинутый стандарт шифрования (Advanced Encryption Standard — AES) был принят правительством США в 2001 году после строгого отбора и стал мировым эталоном скорости, надежности и безопасности в области шифрования.
Данный вид шифрования критически важен для защиты чувствительных данных от кражи или подделки. Оно настолько безопасно, что даже самым быстрым суперкомпьютерам потребуются миллиарды лет, чтобы взломать его методом подбора. Благодаря своей непревзойденной надёжности, aes шифрование является основой кибербезопасности во всех сферах, начиная от онлайн-банкинга и заканчивая защитой файлов государственных структур.
AES шифрование также используется в повседневных сервисах, которыми вы, возможно, уже пользуетесь. Например, менеджеры паролей вроде 1Password и виртуальные частные сети (VPN), такие как
Примечание редактора: ExpressVPN и этот сайт принадлежат одной и той же управляющей группе.
Как работает AES-шифрование?
AES-шифрование защищает ваши данные, преобразуя их в зашифрованный формат, который невозможно прочитать без подходящего ключа. Это возможно благодаря нескольким сложным этапам, каждый из которых всё больше усложняет взлом зашифрованных данных.
Ниже представлена пошаговая работа AES-шифрования:
Шаг 1. Разделение данных на блоки. AES обрабатывает данные блоками по 128 бит. Если входные данные больше, они разделяются на несколько блоков по 128 бит каждый. Если последний блок меньше 128 бит, к нему применяется дополнение до 128 бит.
Шаг 2. Расширение ключа. Исходный AES-ключ (который может быть длиной 128, 192 или 256 бит) расширяется до набора слов развёртки ключа. Такие расширенные ключи используются в каждом раунде процесса шифрования. В нашем примере возьмем слово “conservationists”.
Шаг 3. Добавление ключа раунда. В первом раунде AES-шифрования исходный блок данных объединяется с ключом первого раунда с использованием операции булевой алгебры, известной как XOR. XOR обозначает “Логическое Исключающее ИЛИ”. Результат этой операции будет истинным, только если два входных значения различаются.
Шаг 4. Замена байтов. На этом этапе используется таблица замены Rijndael S-box (подстановочная таблица) для замены каждого байта данных на другой байт согласно фиксированной таблице поиска.
Шаг 5. Сдвиг строк. Затем строки матрицы данных сдвигаются. Первая строка остается на месте, вторая строка сдвигается на 1 позицию, третья на 2, а четвертая на 3.
Шаг 6. Перемешивание столбцов. После этого, каждый столбец матрицы данных перемешивается. Это делается путём математического умножения матриц в конечном поле (поле Галуа).
Шаг 7. Добавление ключа раунда (ещё раз). После смешивания данных к ним снова добавляется ключ раунда через ещё одну операцию XOR (как в шаге 3). Этот ключ раунда отличается от начального.
Шаг 8. Повторение шагов для дополнительных раундов. Для AES-128 этот процесс (шаги с 4 по 7) повторяется на 9 дополнительных раундов, для AES-192 – на 11 дополнительных раундов, и для AES-256 – на 13 дополнительных раундов. После последнего раунда шаг перемешивания столбцов (Шаг 6) не выполняется, но выполняются все остальные операции.
Длины AES-ключа
AES-шифрование предлагает три разных длины ключа, каждый из которых обеспечивает разный уровень безопасности. Ключ на 128 бит предоставляет несколько миллиардов возможных сочетаний, ключ на 192 бит — еще больше, а ключ на 256 бит имеет астрономическое количество комбинаций, что делает взлом практически невозможным.
И хотя AES-256 является самым надежным, он требует больше ресурсов компьютера, в том числе мощности и скорости обработки, что может незначительно повлиять на расход батареи или скорость шифрования. Однако разница в необходимых ресурсах между AES-128 и AES-256 настолько минимальна, что AES-256 стал предпочтительным выбором для менеджеров паролей, VPN и многих других надежных инструментов кибербезопасности. Но даже если продукт использует 128-битное AES шифрование, оно всё равно является очень безопасным и ни разу не было взломано.
Расшифровка AES
Процесс расшифровки выполняется в обратном порядке. Он начинается с применения ключа последнего раунда к зашифрованному тексту с помощью операции XOR, за которым следует серия обратных шагов — сдвиг строк, замена байтов и перемешивание столбцов (в обратном порядке). Расширение ключа также выполняется в обратном порядке, используя предварительно расширенные ключи в каждом раунде для обратного преобразования данных в их исходное состояние.
Во время расшифровки AES количество раундов равно количеству раундов при шифровании, но операции выполняются в обратном порядке. Для AES-128, AES-192 или AES-256 процесс повторяется соответствующее количество раундов, причем в последнем раунде пропускается шаг перемешивания столбцов.
После завершения всех раундов на выходе получаются исходные данные в виде обычного текста, полностью восстановленные из зашифрованного текста, но только при использовании верного ключа расшифровки. Это гарантирует, что данные будут в безопасности, поскольку только правильный ключ может разблокировать зашифрованную информацию.
Сферы использования aes-шифрования
AES шифрование активно применяется для защиты конфиденциальных данных в области кибербезопасности. Вот некоторые из наиболее частых сфер его применения:
- VPN: Лучшие VPN-сервисы используют 256-битное aes-шифрование для защиты вашего интернет-трафика, что обеспечивает конфиденциальность данных и предотвращает их перехват хакерами при подключении к общественным WiFi-сетям. Это позволяет обеспечить защиту от киберпреступников, которые могут попытаться получить доступ к вашим паролям, электронной почте и финансовой информации.
- Менеджеры паролей: Программы для управления паролями, такие как Dashlane, используют 256-битное aes-шифрование для надежного хранения и защиты ваших учетных данных. AES гарантирует, что только вы с помощью мастер-пароля можете расшифровать и получить доступ к вашим сохраненным паролям, добавляя дополнительный уровень безопасности.
- Онлайн-банки: Банки и финансовые учреждения используют AES для шифрования конфиденциальной информации во время совершения транзакций, что гарантирует защиту ваших личных данных и платежных реквизитов. AES предотвращает несанкционированный доступ к вашему аккаунту, защищая вас от кражи личности и мошенничества.
- Общение между правительственными учреждениями: Правительства по всему миру используют AES для защиты секретной информации и обеспечения безопасности коммуникаций. Благодаря своей надежности, AES защищает чувствительные данные государственной безопасности и не допускает несанкционированного доступа даже в случае высокотехнологичных кибератак.
- Шифрование электронной почты: Многие почтовые сервисы применяют AES шифрование для защиты содержимого электронных писем, что обеспечивает конфиденциальность переписки во время отправки. Это исключает слежку и гарантирует, что сообщение сможет прочитать только предполагаемый получатель.
- Шифрование файлов: AES широко используется для шифрования файлов и документов как на ваших устройствах, так и в процессе их передачи. Это обеспечивает защиту чувствительных файлов, таких как деловые договоры, юридические документы или личные данные, от несанкционированного доступа.
- Облачное хранилище: Провайдеры облачных сервисов применяют AES шифрование для защиты файлов, сохраненных в облаке. AES гарантирует, что сохраняемые фотографии, рабочие документы и резервные копии будут зашифрованы еще до их выхода с вашего устройства, что предотвращает утечки и кражу данных.
- Мобильные устройства: Смартфоны и планшеты часто используют AES шифрование для защиты данных пользователя, в том числе контактов, сообщений и данных приложений. Это позволяет защитить вашу личную информацию в случае утери или кражи устройства и не позволяет несанкционированным пользователям получать доступ к вашим конфиденциальным данным.
AES и DES (Data Encryption Standard)
Алгоритм AES значительно сильнее и безопаснее устаревшего DES. Одним из главных отличий является размер ключа: AES поддерживает ключи размером 128, 192 и 256 бит, в то время как у DES размер ключа составляет всего 56 бит. Благодаря этому, AES намного сложнее взломать, поскольку современные компьютеры могут легко взломать DES из-за маленького размера ключа.
К тому же, AES работает быстрее и эффективнее. DES использует 64-битные блоки данных, в то время как AES обрабатывает данные в 128-битных блоках, что позволяет ему более эффективно обрабатывать большие объемы информации.
Сейчас AES является мировым стандартом безопасного шифрования, точно так же, как протокол TLS заменил SSL для защиты онлайн-соединений.
AES и RSA
AES и RSA являются популярными методами шифрования, но они работают по-разному и применяются в различных целях. AES — это симметричный метод шифрования, то есть он использует один и тот же ключ и для шифрования, и для расшифровки. Это делает его быстрым и эффективным, поэтому его часто используют для шифрования больших объемов данных, например файлов или передачи сообщений.
В свою очередь, Rivest–Shamir–Adleman (RSA) – это асимметричный метод шифрования, который использует два ключа: публичный ключ для шифрования и приватный ключ для расшифровки. И хотя RSA медленнее, чем AES, он используется для безопасного обмена ключами и создания цифровых подписей, которые подтверждают личность отправителя. Во многих случаях AES и RSA используются совместно. RSA шифрует ключ AES, который затем используется для шифрования данных. Это сочетание позволяет безопасно обмениваться ключами и эффективно шифровать данные.
Возможные недостатки AES-шифрования
AES-шифрование является высоконадежным методом, но у него есть некоторые ограничения. Одним из недостатков является его производительность. Более мощные методы шифрования, такие как AES-256, требуют больше вычислительной мощности, что может замедлить работу устройств с ограниченными ресурсами, например, смартфонов или IoT-устройств. Например, приложения с интенсивным использованием шифрования на старых смартфонах могут работать заметно медленнее.
Ещё одна сложность заключается в управлении ключами. Надёжность AES зависит от того, насколько хорошо защищены и сохранены ключи шифрования. В случае компрометации или утраты ключей, например, при утечке данных, это шифрование легко обойти. Например, если злоумышленник получит доступ к хранилищу ключей на плохо защищенном устройстве, он сможет расшифровать конфиденциальные данные.
Также AES уязвим для атак по сторонним каналам. Атака по стороннему каналу — это кибератака, в ходе которой злоумышленники получают конфиденциальную информацию через анализ неумышленных физических или операционных особенностей системы, таких как время реакции, потребление энергии, электромагнитные излучения или акустические сигналы, то есть они не нацелены непосредственно на уязвимости программного обеспечения.
Таким образом, несмотря на надёжность алгоритма AES, злоумышленники могут использовать уязвимости способов обработки шифрования системой. Например, потребление энергии или временные задержки могут раскрыть информацию о ключе. После внедрения AES различные исследователи кибербезопасности доказали и подтвердили, что наблюдение за потреблением энергии во время шифрования может позволить злоумышленникам получить AES-ключи.
И наконец, уязвимости могут появиться в результате неправильного исполнения AES-шифрования. AES является сильным алгоритмом, но его неправильная настройка, например использование слабых ключей или неверных программ шифрования, может позволить злоумышленникам обойти шифрование. Например, использование статических ключей или неправильное использование случайности при генерации ключей может создавать уязвимости для атак на систему.
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется aes шифрование?
AES-шифрование широко используется для защиты конфиденциальных данных в различных приложениях, таких как VPN, менеджеры паролей, онлайн-банки и средства коммуникации в правительственных структурах. Оно обеспечивает конфиденциальность данных путем их преобразования в нечитаемый формат, который может быть расшифрован только с помощью специального ключа. Кроме того, aes шифрование используется для шифрования файлов, электронных писем и облачных хранилищ, что позволяет предотвратить несанкционированный доступ. Его популярность объясняется сочетанием высокой надежности и эффективности.
В чем разница между AES и RSA?
И AES, и RSA являются методами шифрования, но они работают по-разному. AES представляет собой симметричный алгоритм шифрования, что означает использование одного и того же ключа для шифрования и расшифровки данных. Это делает aes-шифрование быстрым и эффективным, особенно для шифрования больших объемов данных. В свою очередь, RSA является асимметричным шифрованием, для которого используется два ключа — открытый и закрытый — для шифрования и расшифрования данных, что делает его более медленным и менее удобным для массового шифрования.
AES часто применяют для шифрования передаваемых или хранящихся данных, а RSA обычно используется для безопасного обмена ключами шифрования или для цифровой подписи данных. Оба метода крайне важны для современного шифрования.
AES-шифрование является лучшим?
AES-шифрование считается одним из самых безопасных методов шифрования, особенно для защиты чувствительных данных. Это связано с его скоростью, эффективностью и устойчивостью к атакам перебором, особенно при использовании 256-битных ключей. AES-шифрование проверено временем и до сих пор никому не удалось взломать его, несмотря на развитие вычислительных технологий.
Однако несмотря на высокую безопасность метода AES, “лучший” метод шифрования зависит от конкретной задачи. Другие методы шифрования, такие как RSA или криптография на эллиптических кривых (ECC), могут быть более подходящими для определенных целей, например для обмена ключами или для цифровых подписей. AES-шифрование лучше всего подходит для шифрования данных.
AES-шифрование доступно бесплатно?
Да, использование AES-шифрования доступно бесплатно, поскольку это открытый стандарт. Это значит, что любой желающий может использовать AES-шифрование в своем программном обеспечении или системах без необходимости оплаты лицензионных сборов. Многие приложения, такие как VPN, инструменты шифрования файлов и менеджеры паролей, используют AES-шифрование для обеспечения безопасного шифрования без дополнительных расходов для пользователя.
Несмотря на свободное использование, для обеспечения надежной работы AES-шифрования требуется точная конфигурация и управление ключами. Ошибки в настройке или хранении ключей могут сделать данные уязвимыми. И хотя AES бесплатно, для его эффективного использования вам могут потребоваться дополнительные ресурсы, такие как инструменты безопасности или специализированные знания.