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crypto GCM 模式加密流

GCM 模式的工作流程​

  1. 加密：

    • 生成一个随机的 nonce（唯一值）。
    • 使用 CTR 模式加密数据。
    • 使用 GMAC 生成认证标签（tag），该标签用于验证数据的完整性和真实性。
    • 将 nonce、密文和标签组合在一起，作为最终的加密输出。

  2. 解密：

    • 从加密数据中提取 nonce、密文和标签。
    • 使用 CTR 模式解密数据。
    • 使用 GMAC 验证标签，确保数据没有被篡改。
    • 如果标签验证失败，解密操作失败，返回错误。

示例代码解释​

在之前的示例代码中，我们使用了 GCM 模式来进行 AES 加密和解密：

// AES加密
func encrypt(plaintext, key []byte) (ciphertext []byte, err error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 创建一个新的GCM模式实例
    gcm, err := cipher.NewGCM(block)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 创建一个随机的nonce（唯一值）
    nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
    if _, err = io.ReadFull(rand.Reader, nonce); err != nil {
        return nil, err
    }

    // 使用GCM进行加密
    ciphertext = gcm.Seal(nonce, nonce, plaintext, nil)
    return ciphertext, nil
}

// AES解密
func decrypt(ciphertext, key []byte) (plaintext []byte, err error) {
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 创建一个新的GCM模式实例
    gcm, err := cipher.NewGCM(block)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 提取nonce
    nonceSize := gcm.NonceSize()
    if len(ciphertext) < nonceSize {
        return nil, fmt.Errorf("ciphertext too short")
    }
    nonce, ciphertext := ciphertext[:nonceSize], ciphertext[nonceSize:]

    // 使用GCM进行解密
    plaintext, err = gcm.Open(nil, nonce, ciphertext, nil)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    return plaintext, nil
}

在这个示例中：

  • encrypt函数生成一个随机的 nonce，并使用 GCM 模式进行加密。加密结果包括 nonce、密文和认证标签。
  • decrypt函数从加密数据中提取 nonce，并使用 GCM 模式进行解密和认证。如果数据被篡改，解密操作将失败。

总结​

GCM 模式提供了高效、安全和易用的加密和认证功能，是现代加密系统中的常见选择。通过结合计数器模式和 Galois 消息认证码，GCM 模式确保了数据的机密性、完整性和真实性。