在计算机网络技术蓬勃发展之际，基于计算机网络的应用型服务得到了飞速的发展，互联网信息的安全性引起了研究领域和商业领域的共同关注。尽管目前加密的手段种类繁杂，并且在各行各业中都已经形成了自己的规范体系，但安全问题仍然是信息时代的重要议题。由于网络发展的速度快于数据安全思想，因此在网络被广泛应用的今天，安全问题也愈发突出。大量敏感信息通过计算机网络进行交换，加之网络的开放性，使用户面对信息的安全、高效的传输表示了迫切的需求。AES算法可以很好地解决数据的保密性防护和认证等方面存在的问题。因此对AES算法的安全性问题进行进一步的探索具有重大的研究意义。论文对AES高级密钥算法的理论层和实现层进行了研究。论文首先详细介绍了AES算法的基本原理和现有的有效攻击方法。然后针对AES算法中出现的仿射变换周期过短，迭代输出周期无法充满空间以及正向S盒仿射变换中数学表达式项数过少等问题，提出了基于AES算法中S盒的改进方法。最后提出了基于FPGA的AES加密解密系统设计方案，并通过ISE开发工具自带的ISim软件对系统的加密解密功能进行了仿真验证。论文中提出的S盒改进方法中，采用91组仿射变换对构建基本库，增强了AES算法的抗基于穷举法攻击的能力，另采用二阶段仿射变换将仿射变换周期提高至16，迭代输出周期提高至255，正向S盒变换中S盒仿射变化函数的数学表达式项数提高至255，增强了AES算法的抗基于数学特性攻击的能力。在FPGA设计时，使用Xilinx公司的ISE开发套件，硬件开发板选择的是Xilinx公司的Spartan3ADSP系列，并确定基于AES算法的加密系统设计采用基于迭代的反馈模式。AES加密解密系统的设计包括对字节变换、行变换、列混淆、密钥加和密钥扩展等五个核心模块的设计，以及对整体控制模块的设计。最终仿真后的数据表明，设计能够完成基于AES算法加密解密的功能，进而证实算法整体的正确性，实现了预期所要求的算法改良目的。