伴随着科学技术的进步与发展,信息安全的发展尤为重要。如何更加安全的对信息进行保护,如何为各种数据提供可靠的保障,这使得密码算法的研究与应用逐渐被人们所关注。目前应用范围较广、安全性较高的密码体制之一是分组密码。AES密码是美国商业部提出的新一代分组密码算法。S盒作为AES算法中具有混淆作用的组成部分,是影响算法抗攻击性的重要因素。传统的筛选仿射对的方法使得构造出的S盒具有迭代短周期现象且并不完全满足严格雪崩准则,这让AES算法的安全性受到极大的挑战。AES算法在实现上的要求是,运行速度快、安全性高而且必须保证其成本最低。本文所完成的具体工作如下:首先,介绍了本文的研究背景、意义及分组密码体制的发展历程;针对分组密码算法的研究现状和面临的主要问题,分析比较相关研究学者提出的解决方案并总结具有代表性的关于分组密码AES的相关知识,对其在实现过程中的具体步骤做了详细的阐述。其次,针对传统AES算法中筛选构造S盒仿射对的问题,提出一种基于严格雪崩准则距离和平均构造时间的改进算法——利用不同仿射对具有的不同严格雪崩准则距离,分别对其产生的代数性质做出分析;计算当严格雪崩准则距离最小时S盒的平均构造时间,并求平均构造时间之差?,本文设定最小阈值?,当???时,随机挑选仿射对来构造S盒;对比传统算法和同类算法,分析总结本算法的优势与不足。另外,本文还对AES算法的实现进行了优化改进,合并了行移位变换和列混合变换以降低执行时间;证明了解密过程中轮函数各步骤之间的独立性,统一了加密解密过程的轮函数步骤,从而降低了AES算法的软件、硬件实现成本。改进后的密码标准将在一定程度上改善S盒的代数性质、提高AES密码抵抗攻击的能力和执行效率等问题。最后,为了验证本文提出算法的可行性,设计并完成了一个应用密码系统,可以对文本信息进行古典密码和现代密码的加密解密操作。本文从设计原理、算法描述、系统实现三个方面,分别对本文应用密码系统中几种密码算法进行阐述。