随着信息安全变得日益重要,高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)被越来越广泛的使用。本文研究的主要目的是如何减少AES硬件实现的硬件消耗。本文介绍了AES算法的原理以及硬件实现方法,并且为了减少AES的硬件消耗,提出了一系列的优化方法,这些方法的设计与实现是本文的主要工作也是主要的闪光点。其中包括:半等效解密算法,加解密资源共享,S-BOX的合成域实现,加解密时密钥的实时产生,列混合变换的字节级设计,行变换优化。本文通过分析直接解密算法和等效解密算法的优缺点,最终采用半等效解密算法,最大实现加解密的资源共用;通过有限域的性质以及合成域的相关知识,实现了用逻辑实现的加解密共用的S-BOX;由于现在大多数密钥产生及使用的方法是将密钥一次性提前扩展后存储,以实现加解密共用,此方法会浪费大量的存储资源,所以本文详细的介绍了如何实时的去扩展并输出每轮加解密所需的密钥,实现了资源的优化;列混合变换的加解密所需的系数差别很大,所以大多数设计会设置两套单独的列混合变换,本文详细的介绍了如何在Byte级去设计列混合变换,使加解密共用一套列混合变换;另外本文通过分析行移位变换的加密与解密结果,优化了行移位变换。通过本文介绍的优化及设计方法,可以实现AES加密算法的硬件实现并做到显著的优化。其中,寄存器的数量降低到了原设计的25%,门数降低到了原设计的50%。