在人们的现实生活中，快捷、方便、安全是现代人生活的要求。由于传统的IC卡预付费表计存在不足，市场急需预付费代码表计，该表计的关键技术是短分组加密技术。传统的加密通信是由线路传送的，预付费代码表计购买信息的密文却由人来传送，这种通信方式对分组长度和加密进制有严格的要求，即密文为十进制短分组，而且短分组必须能表示最大的信息量才能满足系统安全要求。进制转换是容易的，但通过进制转换得到的密文无法表示最大的信息量。现有的加密技术不能满足该实际应用的安全要求，因此研究短分组加密及应用中的关键技术问题是预付费代码表计行业所急需的，对国民经济的发展具有重要的意义。 本文详细介绍了高级加密标准的设计原理和设计策略，并给出了AES的五种攻击方法线性攻击、差分攻击、Square攻击、代数攻击和功耗分析攻击的攻击思想，指出目前还没有确实有效的攻击方法能实现对AES的攻击。 然后针对高级加密标准的代数性质指出S盒代数表达式只有9项，仿射变换周期只有4，元素的迭代输出周期小于88的问题提出了一种改进方案。改进方案构造的S盒及其逆S盒的代数表达式分别为252项和254项，仿射变换周期16而且迭代输出周期达到最大256，严格雪崩准则距离也优于AES的S盒，具有更好的代数性质。 最后根据预付费代码表计的加密特点，采用了基于AES短分组加密算法，并利用该算法构造了十进制Hash函数。基于表计ID等信息建立了系统终端密钥分配方案，在通信的加解密过程中，引入了动态密钥的概念，定义了加密通信的明文帧格式，利用十进制Hash函数对通信信息实现校验。通过对算法的安全性仿真测试，该算法能够满足实际应用中的安全性要求。