GCM (Galois/Counter Mode)
GCM 是结合 CTR 加密与 GHASH 认证的 AEAD 模式，同时提供机密性与完整性，是 TLS 1.2/1.3 的首选模式。
用途
在一次操作中同时提供加密与认证，避免 CBC+HMAC 的两步开销与实现错误。
机制
CTR 模式加密明文。GHASH 在 GF(2^128) 上用密钥 H = E_K(0^128) 对密文块与 AAD 计算多项式 MAC，输出 128 位认证标签。验证标签失败则拒绝密文。
用例
- TLS 1.2/1.3 AES-GCM 密码套件
- IPsec ESP 加密
- 无线 WPA3
- 存储加密
示例
- 输入
key + IV + plaintext + AAD输出ciphertext + 16-byte tagAEAD
常见错误
- IV/nonce reuse breaks both confidentiality and integrity
- Use a counter or random IV and never repeat it
相关词条
CTR (Counter Mode)
CTR 模式将分组密码转为流密码，加密递增计数器生成密钥流与明文异或，支持并行与随机访问，但不提供完整性。 词汇表
CBC (Cipher Block Chaining)
CBC 模式将前块密文与当前明文异或后再加密，使相同明文块产生不同密文，需随机 IV，但不提供完整性认证。 词汇表
Mode of Operation
工作模式是分组密码处理任意长度数据的方案，定义如何将多块明文链接加密，常见有 ECB、CBC、CTR、GCM 等。 词汇表
IV (Initialization Vector)
IV（初始化向量）是分组密码模式中引入随机性的输入，使相同明文在不同加密中产生不同密文。 词汇表
Nonce
Nonce（number used once）是加密中仅使用一次的值，与 IV 类似但强调唯一性而非随机性，常用于流密码与 AEAD。 词汇表