物联网时代中，无线传感器的广泛使用把ZigBee协议的安全研究推向风口浪尖。本文在这大的背景下主要研究了ZigBee协议安全机制所用的AES-128加密算法，在实现AES-128加解密算法的基础上又对加密算法提出优化方案，并通过分析设计实现了优化后的算法，通过结果的比较得出比较有意义的结论，为AES加解密算法的研究工作提供了一些参考。本文首先概述了课题研究的背景和现阶段国内外相关的发展状况并且详细介绍了ZigBee技术。然后对AES-128算法的原理进行分析，对解密算法做了步骤上的调整使得解密算法在结构上和加密算法是对称的，并且用C语言实现了AES-128的加解密算法。基于ZigBee技术的简单性和成本低的特点，本文从安全算法的众多性能中选择从简单性和效率性分析，设计并实现了两种优化算法，即轮操作优化算法和列混淆优化算法，最后从速度和复杂度上和原来的算法进行对比分析得出结论，这是本文的核心内容，也是创新之处。分析测试结果得出：两种优化算法在速度和复杂度上都优于未优化的算法，并且在结果对比中发现轮操作优化算法在速度和复杂度上也都优于列混淆优化算法。这在日后工作中对AES-128的解密算法的优化和更高层次的优化具有重要的指导意义。