Mã hóa AES định nghĩa giai đoạn ẩn thông tin điện tử dùng thuật toán mã hóa đối xứng 128-bit, 192-bit, hoặc 256-bit được phê chuẩn từ Tiêu chuẩn Mã hóa Nâng cao (AES), còn gọi FIPS 197.
Những năm 1990, Chính phủ Mỹ cần tiêu chuẩn hóa thuật toán mật mã dùng toàn cầu bởi họ. Biết đến như Tiêu chuẩn Mã hóa Nâng cao (AES).
Nhiều đề xuất được nộp và sau nhiều tranh luận, thuật toán Rijndael được chấp nhận. Rijndael do Joan Daemen và Vincent Rijmen phát minh. Lý do cần thuật toán mới thực sự vì điểm yếu biết đến trong DES.
Khóa 56-bit DES không còn an toàn chống tấn công tìm kiếm khóa toàn diện và khối 64-bit cũng coi là yếu. AES dựa trên khối 128-bit với khóa 128-bit.
Có các điểm sau định nghĩa cấu trúc AES:
Đặc điểm cấu trúc này: không phải cấu trúc Feistel. Trong Feistel, nửa khối dữ liệu dùng thay đổi nửa kia và do đó hai nửa hoán đổi.
Hai trong các ứng cử viên AES cuối, như Rijndael không cần cấu trúc Feistel mà xử lý toàn bộ khối dữ liệu song song mỗi vòng dùng thay thế và hoán vị.
Khóa đầu vào mở rộng thành mảng 44 từ 32-bit, w[i]. Có 4 từ riêng biệt (128-bit) phục vụ khóa vòng cho mỗi vòng.
Có nhiều giai đoạn dùng, một hoán vị và ba thay thế:
Thay thế byte (Substitution bytes) - Dùng S-box thực hiện thay thế byte-by-byte của khối.
Dịch hàng (Shift rows) - Hoán vị đơn giản.
Trộn cột (Mix columns) - Thay thế dùng số học trên GF(2⁸).
Thêm khóa vòng (Add round key) - XOR bitwise mượt của khối hiện tại với phần khóa mở rộng.
Với cả mã hóa và giải mã, mật mã bắt đầu với giai đoạn thêm khóa vòng, theo sau 9 vòng chứa 4 giai đoạn, theo sau vòng 10 với 3 giai đoạn.
Chỉ giai đoạn thêm khóa vòng dùng khóa. Vì vậy, mật mã bắt đầu và kết thúc với thêm khóa vòng. Bất kỳ giai đoạn khác áp dụng đầu hoặc cuối, có thể đảo ngược không cần khóa và không thêm bảo mật.
Giai đoạn thêm khóa vòng là dạng mật mã Vernam và bản thân nó không nguy hiểm. Ba giai đoạn khác hỗ trợ confusion, diffusion và phi tuyến tính nhưng bản thân không cung cấp bảo mật vì không cần khóa.