[ipsec][crypto] 在IPSec ESP使用AES-GCM加密時的IV

IV

IV是指初始化向量。

在我們當前討論的場景中： 在IPSec ESP使用AES-GCM加密

IV有兩個含義：

1. ESP報文封裝時的IV，RFC中稱為 AES-GCM IV

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                      Initialization Vector                    |
   |                            (8 octets)                         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                                                               |
   ~                       Ciphertext (variable)                   ~
   |                                                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

 

2. 在討論加解密設備的時候，我們討論的IV，與1中不同，稱為 AES-GCM-ESP IV, 也稱作nonce

　　nonce由 salt 和1中IV組成。

   0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                             Salt                              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                     Initialization Vector                     |
   |                                                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

 

總結：

　　ESP的IV協議規定了固定長度是8字節，salt是固定的4字節。所以在當前場景內，GCM的IV長度，固定為12字節。

 

參考：

https://tools.ietf.org/html/rfc4106#section-3.1

 

其他：

1  block size

由算法決定AES的block size為固定的16字節。

AES is a variant of Rijndael which has a fixed block size of 128 bits, and a key size of 128, 192, or 256 bits.

https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard

 

2  key length

AES的算法名字里邊有AES128，AES256，這個怎么理解呢？

在實際的ESP封裝傳輸以及ipsec協商中，他們使用的key length是上面的128,256 再加上32bit的鹽。

在編碼是需要注意。

AES-GCM-ESP with a 128 bit key
      The KEYMAT requested for each AES-GCM key is 20 octets.  The first
      16 octets are the 128-bit AES key, and the remaining four octets
      are used as the salt value in the nonce.

   AES-GCM-ESP with a 192 bit key
      The KEYMAT requested for each AES-GCM key is 28 octets.  The first
      24 octets are the 192-bit AES key, and the remaining four octets
      are used as the salt value in the nonce.

   AES-GCM-ESP with a 256 bit key
      The KEYMAT requested for each AES GCM key is 36 octets.  The first
      32 octets are the 256-bit AES key, and the remaining four octets
      are used as the salt value in the nonce.