किसी भी एन्क्रिप्शन सिफर पर संभव हमले का सबसे बुनियादी रूप ब्रूट-फोर्स हमला है, जिसमें सही संयोजन मिलने तक हर संभावित कुंजी संयोजन को आज़माना शामिल है। 

Frontier(नई विंडो) दुनिया का सबसे शक्तिशाली सार्वजनिक रूप से ज्ञात सुपरकंप्यूटर है। यदि यह अपना पूरा आउटपुट AES-128 को ब्रूट फोर्स करने के लिए समर्पित कर दे, तब भी AES-128 के सभी संभावित संयोजनों को समाप्त करने के लिए 10-12 ट्रिलियन वर्षों की आवश्यकता होगी। यह ब्रह्मांड की आयु से भी बहुत अधिक लंबा समय है। इसलिए अपने छोटे बिट साइज़ पर भी, AES पारंपरिक कंप्यूटरों के ब्रूट फोर्स हमलों के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है। 

AES-256 को ब्रूट फोर्स करना AES-128 की तुलना में 340 बिलियन-बिलियन-बिलियन-बिलियन (2¹²⁸) गुना अधिक कठिन है।

हालाँकि ग्रोवर का एल्गोरिदम(नई विंडो) सैद्धांतिक रूप से क्वांटम खतरों के विरुद्ध सममित कुंजियों की सुरक्षा को आधा कर देता है, फिर भी वे अपेक्षाकृत क्वांटम प्रतिरोधी हैं, खासकर जब 256-बिट कुंजी का उपयोग किया जाता है।

वर्षों से, क्रिप्टोग्राफ़रों द्वारा AES कुंजियों पर कई सैद्धांतिक हमले प्रकाशित किए गए हैं, लेकिन ये सभी या तो व्यवहार में अव्यवहारिक हैं, या केवल उन AES कार्यान्वयनों पर प्रभावी हैं जो राउंड्स की कम संख्या का उपयोग करते हैं (नीचे देखें)। 

सबसे सफल प्रयास 2011 में प्रकाशित सैद्धांतिक बाइकलीक हमला(नई विंडो) था जो AES को ब्रूट फोर्स करने के लिए आवश्यक समय को चार गुना कम कर सकता है। हालाँकि, किसी भी वर्तमान या निकट भविष्य के कंप्यूटर हार्डवेयर पर AES को ब्रूट फोर्स करने के लिए अभी भी अरबों साल लगेंगे। 

उचित रूप से कार्यान्वित AES-128 या उच्चतर के विरुद्ध कोई भी ज्ञात कुंजी हमला व्यावहारिक नहीं है। 

साइड-चैनल हमला एन्क्रिप्शन गणना करने वाले कंप्यूटर से सुराग ढूंढकर सफल ब्रूट फोर्स हमला करने के लिए आवश्यक संयोजनों की संख्या को कम करने का प्रयास करता है। इनकी जाँच करके सुराग प्राप्त किए जा सकते हैं:

• समय - कंप्यूटर को कोई कार्य करने में कितना समय लगता है
• इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लीक
• ऑडियो संकेत
• विज़ुअल संकेत (हाई-रिज़ॉल्यूशन कैमरे का उपयोग करके प्राप्त किए गए)।

कैश-टाइमिंग हमले, विशेष रूप से, AES को सफलतापूर्वक क्रैक करने में काफी प्रभावी साबित हुए हैं। सबसे उल्लेखनीय उदाहरण में, 2016 में शोधकर्ता "प्लेनटेक्स्ट या साइफरटेक्स्ट के केवल लगभग 6 - 7 ब्लॉकों का उपयोग करके (सैद्धांतिक रूप से एक ब्लॉक भी पर्याप्त होगा)" AES-128 कुंजी को रिकवर करने(नई विंडो) में सक्षम थे।

हालाँकि, साइड-चैनल हमलों के खतरे को कम करने के लिए कई चीजें की जा सकती हैं:

• उचित रूप से लागू किया गया AES उन तरीकों को रोक सकता है जिनसे डेटा लीक हो सकता है।
• हार्डवेयर जो AES निर्देश सेट को एकीकृत करता है, AES के साइड-चैनल हमले की संभावना को और कम करता है।
• AES द्वारा सुरक्षित डेटा और साइड-चैनल हमले का उपयोग करके एकत्र किए जा सकने वाले किसी भी लीक हुए डेटा के बीच के संबंध को बाधित करने के लिए यादृच्छिकरण तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। 

कई मामलों में, साइड-चैनल हमलों के लिए हमलावर को डेटा डीक्रिप्ट करते समय डिवाइस के निकट होने या उस तक भौतिक पहुँच की आवश्यकता होती है, यद्यपि यदि डिवाइस पर दुर्भावनापूर्ण सॉफ्टवेयर स्थापित है, तो रिमोट हमले संभव हैं, विशेष रूप से टाइमिंग हमलों के मामले में।

AES एक ब्लॉक सिफर है जो 128-बिट, 192-बिट, या 256-बिट कुंजियों का उपयोग करके 128 बिट्स के ब्लॉकों में डेटा को एन्क्रिप्ट और डीक्रिप्ट करता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, डेटा को एन्क्रिप्ट और डीक्रिप्ट करने के लिए एक ही कुंजी का उपयोग किया जाता है। 128-बिट कुंजी का उपयोग करने वाले AES को अक्सर AES-128 कहा जाता है, और इसी तरह AES-192 और AES-256 के लिए भी।

डेटा को कई राउंड्स का उपयोग करके एन्क्रिप्ट किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में गणितीय संक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है। 

प्रक्रिया मूल गुप्त कुंजी से नई राउंड कुंजियों की एक श्रृंखला प्राप्त करने के लिए रिजन्डेल के कुंजी निर्धारण एल्गोरिदम का उपयोग करने से शुरू होती है। इसे कुंजी विस्तार के रूप में जाना जाता है।

प्रत्येक राउंड में निम्नलिखित में से एक या अधिक (या संयोजन) ऑपरेशन शामिल होते हैं:

1। राउंड की जोड़ें: एन्क्रिप्ट किए जाने वाले डेटा (साइफरटेक्स्ट) को प्रत्येक राउंड कुंजी के साथ संयोजित करने के लिए एक XOR ऑपरेशन(नई विंडो) किया जाता है।

2। सब बाइट्स: डेटा को और अधिक मिलाने के लिए एक प्रतिस्थापन तालिका का उपयोग किया जाता है। सिद्धांत रूप में, उन सरल प्रतिस्थापन सिफर्स के बारे में सोचें जिनका उपयोग आपने बचपन में किया था, जहाँ आपने किसी संदेश के प्रत्येक अक्षर को वर्णमाला में एक निश्चित संख्या के बाद वाले अक्षर से बदल दिया था।

3। शिफ्ट रोज़: डेटा के प्रत्येक 128-बिट ब्लॉक में एक 16-बिट 4x4 ब्लॉक होता है। यह ऑपरेशन एक ब्लॉक पंक्ति में प्रत्येक बाइट को बाईं ओर एक निश्चित ऑफसेट द्वारा स्थानांतरित करता है।

4। कॉलम मिलाएं: ब्लॉक में प्रत्येक कॉलम पर एक अतिरिक्त व्युत्क्रमणीय रैखिक परिवर्तन किया जाता है।

परिवर्तनों की यह श्रृंखला एक राउंड का गठन करती है, जिसे कुंजी के साइज़ के आधार पर राउंड्स की एक विशिष्ट संख्या के लिए डेटा पर दोहराया जाता है:

• AES-128 — 10 राउंड
• AES-192 — 12 राउंड
• AES 256 — 14 राउंड

डेटा को डीक्रिप्ट करने के लिए, इसे एन्क्रिप्ट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी चरणों को केवल उल्टे क्रम में निष्पादित किया जाता है। प्रत्येक व्युत्क्रम राउंड कुंजी का उपयोग करके प्रक्रिया को उलटने के लिए मूल गुप्त कुंजी की आवश्यकता होती है।

वर्तमान और निकट भविष्य की तकनीक को देखते हुए AES-128 को ब्रूट फोर्स करने में ब्रह्मांड की आयु से अधिक समय लगेगा। प्रख्यात क्रिप्टोग्राफ़र ब्रूस श्नाइयर ने तो यहाँ तक तर्क दिया(नई विंडो) है कि AES-128 अधिक मजबूत कुंजी अनुसूची होने के कारण AES-256 से अधिक मजबूत हो सकता है — वह एल्गोरिदम जो मूल गुप्त कुंजी से सभी राउंड कुंजियों की गणना करता है।

फिर भी AES-256 सममित-कुंजी एन्क्रिप्शन के लिए वास्तविक स्वर्ण मानक बन गया है। इसे अक्सर (यद्यपि कुछ हद तक विवादास्पद रूप से) अधिक मजबूत विकल्प के रूप में देखा जाता है क्योंकि इसका बड़ा कुंजी साइज़ सुरक्षा के अतिरिक्त मार्जिन का संकेत देता है ताकि एल्गोरिदम को अत्यधिक कमजोर करने का कोई तरीका मिल जाने पर भी एन्क्रिप्ट किया गया डेटा सुरक्षित रहे। यह तर्क और अधिक मजबूत हो गया है क्योंकि पोस्ट-क्वांटम प्रतिरोध की आवश्यकता और अधिक जरूरी हो गई है। 

हाल ही तक, AES का उपयोग आमतौर पर सिफर ब्लॉक चेनिंग (CBC) मोड में किया जाता था, जहाँ प्लेनटेक्स्ट के प्रत्येक ब्लॉक को एन्क्रिप्ट किए जाने से पहले पिछले सिफरटेक्स्ट ब्लॉक के साथ XOR किया जाता है। CBC मोड में उपयोग किए जाने पर, डेटा को सत्यापित करने के लिए HMAC-SHA256 जैसे HMAC(नई विंडो) हैशिंग एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, अब AES का उपयोग गैलोज/काउंटर (GCM) मोड में किया जाना तेजी से सामान्य हो रहा है, जो एन्क्रिप्शन के काउंटर मोड(नई विंडो) का उपयोग करता है। मुख्य लाभ यह है कि यह किसी बाहरी एल्गोरिदम की आवश्यकता के बिना डेटा को सत्यापित करने के लिए गैलोज फील्ड(नई विंडो) का उपयोग करता है। इसलिए यह एक अलग प्रमाणीकरण एल्गोरिदम का उपयोग करने की तुलना में अधिक कुशल है, जिसमें उच्च कम्प्यूटेशनल ओवरहेड हो सकता है।

यद्यपि HMAC सत्यापन के साथ AES-CBC को आमतौर पर सुरक्षित माना जाता है, CBC संभावित रूप से पैडिंग हमलों(नई विंडो), जैसे कि POODLE(नई विंडो) के प्रति संवेदनशील है। GCM नहीं है।

अधिकांश आधुनिक CPU में उन्नत एन्क्रिप्शन मानक नए निर्देश (AES-NI(नई विंडो)) शामिल हैं, जो हार्डवेयर निर्देशों का एक सेट है जो सीधे प्रोसेसर पर AES संचालन करता है। यह AES को बहुत तेज़ बनाता है और टाइमिंग-आधारित साइड-चैनल हमलों को रोकने में भी मदद करता है क्योंकि संचालन प्रोसेसर की सुरक्षित निष्पादन इकाइयों के अंदर होते हैं, इसलिए हमलावर के शोषण के लिए कम अवलोकन योग्य समय भिन्नताएं होती हैं।

सुरक्षा केवल अपनी सबसे कमजोर कड़ी जितनी ही मजबूत होती है, जो आमतौर पर आपका पासवर्ड होता है। इसका मतलब है कि सोशल इंजीनियरिंग योजनाएं, फिशिंग हमले, और कीगलॉगर्स(नई विंडो) भी AES-एन्क्रिप्ट किए गए डेटा के लिए खतरा हैं। इसलिए जब AES का उपयोग किया जाता है, तब भी आपको निम्नलिखित सावधानियां बरतनी चाहिए:

• एक एन्क्रिप्ट किए गए पासवर्ड मैनेजर का उपयोग करें
• सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत के लिए हार्डवेयर सुरक्षा कुंजियों (जैसे YubiKey) का उपयोग करें
• यदि आप किसी संगठन का हिस्सा हैं, तो फिशिंग हमलों को रोकने के लिए कर्मचारियों को नियमित सुरक्षा प्रशिक्षण प्रदान करें