在如今这个信息化高速发展的时代，网络信息安全在我们工作和生活中的地位日益加深，其作用渗透到各个应用领域，如国防、航天、生物医疗等，因此，保护信息安全使信息不被盗取和篡改尤为重要。信息加密技术使我们的私人信息，支付密码和其他一些重要信息的安全有了保障，对于密码学的研究也一直是国际上的热点研究课题。国际上现行的数据加密标准是AES加密标准，又称Rijndael算法，它取代了DES和3DES，成为21世纪保护信息安全的新一代加密标准。本文针对AES加密算法进行了研究，通过分析其算法结构和加密原理，对其算法性能进行了评估，并针对其S盒进行了特定的算法优化，提高了算法的复杂度和安全性。从其工作模式上选取了适合硬件实现的非反馈模式，设计出了一种高效且资源利用率较低的内外混合流水线结构。设计采用Nios II CPU的SOPC集成实现方式，基于FPGA设计出了具有加密和解密功能的，密钥可配置的，资源利用和吞吐量都十分理想的SOPC加密系统。采用自定义组件的方式，对软硬件做出合理的划分，缩小了高级语言和机器指令的差距，实现了复杂的AES指令。系统轮变换通过状态机进行控制，采用加密内部和解密外部的密钥扩展方式，提高了系统的实现速度。系统由Modelsim仿真并进行了性能参数的分析，通过与其他设计者所设计的系统进行横向对比，体现了本设计在执行速度和资源利用方面的优势。