为什么使用 EVP 加密/解密 aes_128_cbc() 有效，但 aes_128_gcm() 无效？答案

【问题标题】：Why does aes_128_cbc() work but not aes_128_gcm() for encryption/decryption using EVP?为什么使用 EVP 加密/解密 aes_128_cbc() 有效，但 aes_128_gcm() 无效？
【发布时间】：2018-04-17 06:25:38
【问题描述】：

下面的代码使用aes_128_cbc，它正确地加密了代码，但是当我把它改成aes_128_gcm时，没有输出加密。下面的代码是我原来的工作代码。我的密钥是 128 位（长度 16），而 iv 也是长度 16。

    #include <stdlib.h>
    #include <openssl/evp.h>
    #include <openssl/aes.h>
    #include <string.h>


    EVP_CIPHER_CTX *ctx;
    char key[]="somerandomkey123"; /*length 16*/
    char output[1024];
    char input[]= "Message here.";
    int len;
    FILE *binfile;


    if(!ctx = EVP_CIPHER_CTX_new()){
        (error message)
    }
    if(1 != EVP_EncryptInit_ex(ctx,EVP_aes_128_cbc(),NULL,key,"\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\")){
        (error message)
    }
    if(1 != EVP_EncryptUpdate(ctx,output,&len,input,strlen(input))){
        (error message)
    }
    if(1 != EVP_EncryptFinal_ex(ctx, output+len, &len)){
        (error message)
    }

    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx)

    /*This prints out 0 when I change cbc to gcm, but prints a correct    size when I use cbc*/
    printf("Output size: %d \n", len);

    /*Properly writes to file when cbc used but not when gcm used. Nothing is in encrypted.bin when gcm is used when encrypted text should be there.*/
    binfile = fopen("encrypted.bin","wb");
    fwrite(outbuf,len,1,binfile);

当我将 EVP_aes_128_cbc() 更改为 EVP_aes_128_gcm() 时，代码不再起作用。我还将 iv 更改为长度 12（“\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0”）。最后，我在 EVP_EncryptFinal_ex 之后添加了这个代码块：

    char tag[] = "1234567890123456";

    if(1 != EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx,EVP_CTRL_GCM_GET_TAG,16,tag)){
        (error message)
    }

打印时我的最终输出大小为 0，其中没有任何内容（在原始代码中注明）。我的问题是为什么我只将 cbc 更改为 gcm 时没有得到任何加密？是由于 key/iv 大小问题还是更大的问题？

【问题讨论】：

您的原始代码不完整。它也有语法错误。而且你没有解释“不起作用”是什么意思？
嘿，对不起。我编辑了我的问题并移动了一些东西，我可能已经删除了一些信息。以上是我完全拥有的代码（可能错过了包含语句），但总的来说这就是我所拥有的。对于 cbc 它可以工作，但是将其更改为 gcm，我的输出缓冲区是空的，最后没有发生加密。我希望这个澄清会有所帮助。
AES 加密字节，而不是字符串。如果第一个字节变成0x00，那么strlen 将报告0。不要使用strlen，使用你现有的len 变量。
stelen 是错字吗？
哎呀，我修好了。是的，那应该是strlen。如果我将缓冲区输出写入一个名为 encrypted.bin 的文件，则该文件完全为空。我将其添加到问题中以展示这一点。

标签： c authentication encryption openssl aes-gcm

【解决方案1】：

EncryptUpdate 和 EncryptFinal 都添加到输出缓冲区（或不添加）。碰巧，对于您的短明文消息，在 CBC 模式下，所有输出均由 EncryptFinal 写入，而对于 GCM 模式，所有输出均由 EncryptUpdate 写入。

您的代码中的问题是，您在 EncryptUpdate 和 EncryptFinal 中都重用了“len”变量。他们都（覆盖）通过调用添加的数据量来写入 len 。因此，在 CBC 模式下，EncryptFinal 将初始 0 覆盖为 16，而在 GCM 模式下，初始 13 将被 0 覆盖。

您应该按照 openssl wiki (https://wiki.openssl.org/index.php/EVP_Symmetric_Encryption_and_Decryption) 中的说明进行操作：

/* Provide the message to be encrypted, and obtain the encrypted output.
 * EVP_EncryptUpdate can be called multiple times if necessary
 */
if(1 != EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &len, plaintext, plaintext_len))
  handleErrors();
ciphertext_len = len;

/* Finalise the encryption. Further ciphertext bytes may be written at
 * this stage.
 */
if(1 != EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + len, &len)) 
  handleErrors();
ciphertext_len += len;

顺便说一句：您可以继续使用 strlen 作为输入数据的长度，如果它只是文本，但请记住，这不会加密零终止符，因此您必须在解密后手动添加它。

【讨论】：