aes gcm c语言实现

### 回答1：
AES GCM（Advanced Encryption Standard，Galios/Counter Mode）是一种对称加密算法，常用于数据保护和加密通信。以下是一个使用C语言实现AES GCM的简单示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/evp.h>

#define AES_KEY_BITS 128
#define GCM_IV_SIZE 12
#define GCM_TAG_SIZE 16

int aes_gcm_encrypt(const unsigned char *plaintext, int plaintext_len, const unsigned char *aad, int aad_len, const unsigned char *key, unsigned char *ciphertext, unsigned char *tag) {
    EVP_CIPHER_CTX *ctx;
    int len;
    int ciphertext_len;

    // 创建并初始化EVP_CIPHER_CTX对象
    ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
    EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_128_gcm(), NULL, NULL, NULL);

    // 设置加密密钥
    EVP_EncryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, NULL);

    // 设置附加的认证数据（可选）
    EVP_EncryptUpdate(ctx, NULL, &len, aad, aad_len);

    // 加密明文数据
    EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &len, plaintext, plaintext_len);
    ciphertext_len = len;

    // 结束加密过程，并生成认证标签
    EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + len, &len);
    ciphertext_len += len;
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, GCM_TAG_SIZE, tag);

    // 释放EVP_CIPHER_CTX对象
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);

    return ciphertext_len;
}

int aes_gcm_decrypt(const unsigned char *ciphertext, int ciphertext_len, const unsigned char *aad, int aad_len, const unsigned char *tag, const unsigned char *key, unsigned char *plaintext) {
    EVP_CIPHER_CTX *ctx;
    int len;
    int plaintext_len;
    int ret;

    // 创建并初始化EVP_CIPHER_CTX对象
    ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
    EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_128_gcm(), NULL, NULL, NULL);

    // 设置解密密钥
    EVP_DecryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, NULL);

    // 设置附加的认证数据（可选）
    EVP_DecryptUpdate(ctx, NULL, &len, aad, aad_len);

    // 解密密文数据
    EVP_DecryptUpdate(ctx, plaintext, &len, ciphertext, ciphertext_len);
    plaintext_len = len;

    // 设置接收到的认证标签
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, GCM_TAG_SIZE, (void *)tag);

    // 结束解密过程，如果认证失败则返回错误
    ret = EVP_DecryptFinal_ex(ctx, plaintext + len, &len);
    plaintext_len += len;

    // 释放EVP_CIPHER_CTX对象
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);

    return ret == 1 ? plaintext_len : -1;
}

int main() {
    unsigned char key[AES_KEY_BITS / 8];
    unsigned char iv[GCM_IV_SIZE];
    unsigned char plaintext[] = "Hello, AES GCM!";
    unsigned char ciphertext[sizeof(plaintext)];
    unsigned char decryptedtext[sizeof(plaintext)];
    unsigned char tag[GCM_TAG_SIZE];

    // 生成密钥
    if (RAND_bytes(key, sizeof(key)) != 1) {
        printf("Error generating AES key.\n");
        return 1;
    }

    // 生成初始化向量
    if (RAND_bytes(iv, sizeof(iv)) != 1) {
        printf("Error generating GCM IV.\n");
        return 1;
    }

    // 加密明文数据
    int ciphertext_len = aes_gcm_encrypt(plaintext, sizeof(plaintext) - 1, NULL, 0, key, ciphertext, tag);

    printf("Ciphertext: ");
    for (int i = 0; i < ciphertext_len; i++) {
        printf("%02x", ciphertext[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("Tag: ");
    for (int i = 0; i < GCM_TAG_SIZE; i++) {
        printf("%02x", tag[i]);
    }
    printf("\n");

    // 解密密文数据
    int decryptedtext_len = aes_gcm_decrypt(ciphertext, ciphertext_len, NULL, 0, tag, key, decryptedtext);

    decryptedtext[decryptedtext_len] = '\0';

    printf("Decrypted text: %s\n", decryptedtext);

    return 0;
}

这个简单的示例演示了如何使用OpenSSL库中的AES GCM函数来对一个简单的字符串进行加密和解密。首先，需要通过`RAND_bytes`函数生成一个随机的密钥和初始化向量（IV）。然后，调用`aes_gcm_encrypt`函数来加密明文数据，并生成一个认证标签。最后，调用`aes_gcm_decrypt`函数来解密密文数据，并使用认证标签进行认证。最终得到的解密结果与原始明文数据进行比较，以验证解密过程的准确性。

### 回答2：
AES GCM（Advanced Encryption Standard - Galois/Counter Mode）是一种用于对称加密和认证的加密模式。它结合了AES和GCM两种算法的特点，能够提供加密安全性和完整性保护。

在C语言中实现AES GCM需要使用一个可供调用的密码库，比如OpenSSL或者mbed TLS。以下是一个基本的AES GCM加密过程的C语言实现示例：

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

int main() {
    unsigned char *plaintext = (unsigned char *)"Hello World";
    int plaintext_len = strlen((char *)plaintext);

    // 生成随机的128位密钥
    unsigned char *key = (unsigned char *)malloc(AES_BLOCK_SIZE);
    if (!RAND_bytes(key, AES_BLOCK_SIZE)) {
        printf("无法生成密钥");
        return -1;
    }

    // 初始化参数结构
    EVP_CIPHER_CTX *ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
    EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_128_gcm(), NULL, NULL, NULL);

    // 设置密钥和IV
    EVP_EncryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, key);

    // 加密数据
    unsigned char *ciphertext = (unsigned char *)malloc(plaintext_len + AES_BLOCK_SIZE);
    int ciphertext_len;
    EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &ciphertext_len, plaintext, plaintext_len);

    // 根据需要生成额外的认证标签
    int tag_len;
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, AES_BLOCK_SIZE, ciphertext + ciphertext_len);
    ciphertext_len += AES_BLOCK_SIZE;

    // 解密数据
    unsigned char *deciphertext = (unsigned char *)malloc(ciphertext_len);
    int deciphertext_len;
    EVP_DecryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, key);
    EVP_DecryptUpdate(ctx, deciphertext, &deciphertext_len, ciphertext, ciphertext_len);

    // 验证认证标签
    EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, AES_BLOCK_SIZE, ciphertext + ciphertext_len);
    int result = EVP_DecryptFinal_ex(ctx, deciphertext + deciphertext_len, &deciphertext_len);

    if (result > 0) {
        printf("解密成功: %s\n", deciphertext);
    } else {
        printf("解密失败\n");
    }

    // 释放资源
    EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
    free(ciphertext);
    free(deciphertext);

    return 0;
}

上面的示例代码演示了如何使用OpenSSL库实现AES GCM加密。首先，我们生成一个随机的128位密钥，然后使用密钥初始化参数结构。接下来，我们对明文进行加密，并生成额外的认证标签。然后，我们再次使用密钥进行解密，并验证认证标签。最后，我们释放资源。

这只是一个最基本的示例，实际应用中还需要处理传输明文、密钥和认证标签的方式，以及错误的处理等。希望对你有所帮助！

### 回答3：
AES (Advanced Encryption Standard) 是一种对称加密算法，它采用固定长度的分组加密数据。GCM (Galois/Counter Mode) 是一种常见的加密模式，结合了AES算法和Galois域运算，提供了完整的密文完整性和认证功能。

在C语言中，我们可以使用OpenSSL库来实现AES GCM算法。首先，我们需要在代码中包含相应的头文件和链接相应的库文件。

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

接下来，我们需要定义一些常量和变量，用于存储加密所需的密钥、IV向量、明文和密文。

const int KEY_SIZE = 256; // 设置密钥长度为256位
const int IV_SIZE = 96; // IV向量长度为96位
const int TAG_SIZE = 128; // 认证标签长度为128位
const int BUFFER_SIZE = 1024; // 设置缓冲区大小为1024字节

unsigned char key[KEY_SIZE / 8]; // 存储密钥的变量
unsigned char iv[IV_SIZE / 8]; // 存储IV向量的变量
unsigned char plaintext[BUFFER_SIZE]; // 存储明文的变量
unsigned char ciphertext[BUFFER_SIZE + TAG_SIZE / 8]; // 存储密文的变量

然后，我们可以定义相应的函数来进行加密和解密操作。

void aes_gcm_encrypt() {
EVP_CIPHER_CTX *ctx;
int len, ciphertext_len;

ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL, NULL, NULL);
EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN, IV_SIZE / 8, NULL);
EVP_EncryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, iv);
EVP_EncryptUpdate(ctx, ciphertext, &len, plaintext, sizeof(plaintext));
ciphertext_len = len;
EVP_EncryptFinal_ex(ctx, ciphertext + len, &len);
ciphertext_len += len;
EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, TAG_SIZE / 8, ciphertext + ciphertext_len);
EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
}

void aes_gcm_decrypt() {
EVP_CIPHER_CTX *ctx;
int len, plaintext_len;

ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL, NULL, NULL);
EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN, IV_SIZE / 8, NULL);
EVP_DecryptInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, iv);
EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, TAG_SIZE / 8, ciphertext + ciphertext_len - TAG_SIZE / 8);
EVP_DecryptUpdate(ctx, plaintext, &len, ciphertext, sizeof(ciphertext) - TAG_SIZE / 8);
plaintext_len = len;
EVP_DecryptFinal_ex(ctx, plaintext + len, &len);
plaintext_len += len;
EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
}

最后，我们可以在主函数中使用相应的函数来加密和解密数据。

int main() {
// 设置密钥和IV向量
// 设置明文和密文
// 调用aes_gcm_encrypt()函数进行加密
// 调用aes_gcm_decrypt()函数进行解密
return 0;
}

这样，我们就可以使用C语言实现AES GCM算法。当然，实际应用中还应该考虑密钥和IV向量的生成、密文的存储和传输等问题。希望以上回答能够帮助到你！