Cryptology Academy · Les

GCM en authenticated encryption

Voeg authenticatietags toe aan versleuteling om manipulatie te voorkomen.

Les 4 van 413 stappen

GCM en authenticated encryption is een gratis Cryptology Academy-les op CoddyKit. Dit is les 4 van 4. Je kunt de volledige les hieronder gratis lezen en daarna in de browser praktisch oefenen met een ingebouwde code-editor en een AI-begeleider die 24/7 beschikbaar is. Deze les maakt deel uit van het leertraject Cryptology Academy. Je voortgang wordt gesynchroniseerd op het web en in de CoddyKit-app. De cursus Cryptology Academy bevat in totaal 4 lessen.

Welkom

AES-GCM is de gouden standaard voor geauthenticeerde versleuteling. Het biedt vertrouwelijkheid én integriteit in één bewerking, zodat manipulatie wordt voorkomen zonder een afzonderlijke HMAC-stap.

Het probleem met alleen versleuteling

Versleuteling biedt vertrouwelijkheid, maar GEEN integriteit. Een aanvaller die AES-CBC-cijfertekst onderschept, kan bits omkeren en de ontsleutelde platte tekst wijzigen zonder de sleutel te kennen.

AEAD: geauthenticeerde versleuteling met geassocieerde gegevens

AEAD-schema's leveren: cijfertekst + authenticatietag. De tag authenticeert zowel de cijfertekst als optionele, onversleutelde geassocieerde gegevens (AAD). Elke wijziging maakt de tag ongeldig.

GCM-architectuur

AES-GCM gebruikt: 1. AES-CTR voor versleuteling 2. GHASH voor authenticatie GHASH berekent een polynoom-MAC over de cijfertekst + AAD met vermenigvuldiging in GF(2^128).

Overzicht van GHASH

GHASH(H, A, C) = hash van AAD + cijfertekst met de subsleutel H = AES(K, 0^128). Het polynoom wordt geëvalueerd bij H over GF(2^128). Het resultaat wordt met de versleutelde teller gecombineerd via XOR om de tag te vormen.

Invoer en uitvoer van AES-GCM

Invoer: sleutel van 128/192/256 bits, nonce van 96 bits, platte tekst, optionele AAD Uitvoer: cijfertekst (even lang als de platte tekst), authenticatietag van 128 bits De tag is meestal 16 bytes lang. Afkappen tot minder dan 12 bytes wordt niet aanbevolen.

Vereisten voor nonces in GCM

GCM vereist een unieke nonce voor elke versleuteling met dezelfde sleutel. Een willekeurige nonce van 96 bits is de standaard. Na 2^32 berichten is de kans op een botsing groter dan 1%. Roteer op dat moment de sleutel.

Catastrofaal noncehergebruik in GCM

Bij hergebruik van (sleutel, nonce) in GCM kan een aanvaller de GHASH-subsleutel H terughalen en elke cijfertekst met een geldige tag vervalsen. Dit ondermijnt zowel de vertrouwelijkheid als de integriteit volledig.

Gebruiksscenario's voor geassocieerde gegevens (AAD)

AAD bestaat uit metagegevens die je wilt authenticeren, maar niet wilt versleutelen: - HTTP-koptekst: authenticatie voorkomt aanvallen op de routering van antwoorden - ID van een gegevensrecord: zorgt ervoor dat de cijfertekst in de juiste rij wordt ontsleuteld - Protocolversie: voorkomt aanvallen die een terugval naar een zwakker protocol afdwingen

Volledig Python-voorbeeld van AES-GCM

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM import os key = AESGCM.generate_key(256) nonce = os.urandom(12) aad = b'user_id=12345' aesgcm = AESGCM(key) ct = aesgcm.encrypt(nonce, b'secret', aad) pt = aesgcm.decrypt(nonce, ct, aad) # raises if tampered

Alternatieven: ChaCha20-Poly1305

ChaCha20-Poly1305 is het andere belangrijke AEAD-schema. Het wordt in TLS 1.3 gebruikt voor apparaten zonder AES-NI (ARM/mobiel). Het biedt vergelijkbare beveiliging als AES-GCM, maar is sneller in software zonder hardwareversnelling.

Korte controle

Waartegen beschermt de authenticatietag in AES-GCM?

Beantwoord dit in de interactieve les

Samenvatting

AES-GCM is de juiste standaardkeuze voor geauthenticeerde versleuteling. Hierna bestuderen we stroomcijfers: van het gebroken RC4 tot het moderne ChaCha20.

Gratis beginnen

Leer Cryptology Academy met een AI-tutor — gratis

Schrijf echte code en voer die uit in je browser, krijg direct hulp van een AI-tutor die 24/7 beschikbaar is en ga verder waar je gebleven bent op het web of in de app.

Cursussen: 67
Lessen: 261

Gratis beginnen met leren Bekijk de volledige cursus

Veelgestelde vragen

Is de les “GCM en authenticated encryption” gratis?

Ja — de volledige tekst van “GCM en authenticated encryption” kun je hier gratis op het web lezen. Als je interactief wilt oefenen met een ingebouwde code-editor en een AI-begeleider die 24/7 beschikbaar is, en de rest van de cursus Cryptology Academy wilt ontgrendelen, kun je upgraden naar CoddyKit PRO. De cursus Cryptology Academy bevat in totaal 4 lessen.

Wat leer ik in “GCM en authenticated encryption”?

Voeg authenticatietags toe aan versleuteling om manipulatie te voorkomen. Je oefent met Cryptology Academy door code rechtstreeks in de browser uit te voeren. Een AI-begeleider die 24/7 beschikbaar is beantwoordt je vragen terwijl je de les doorwerkt.

Heb ik ervaring nodig om met Cryptology Academy te beginnen?

Ervaring vooraf is niet nodig. Cryptology Academy op CoddyKit is opgebouwd voor beginners tot gevorderden, zodat je hier of bij het begin kunt starten en in je eigen tempo kunt leren. Dit is les 4 van 4.

Hoe lang duurt de les “GCM en authenticated encryption”?

De meeste lessen van CoddyKit duren ongeveer 5–10 minuten. Elke les is kort en interactief, zodat je gestaag vooruitgaat en op het web en in de app precies verdergaat waar je was gebleven.

Kan ik code schrijven en uitvoeren in deze les over Cryptology Academy?

Ja. Elke les over Cryptology Academy bevat een ingebouwde code-editor, zodat je rechtstreeks in je browser echte code kunt schrijven en uitvoeren en direct feedback van AI krijgt — lokale installatie is niet nodig.

Alle lessen in deze cursus

Grondbeginselen van blockciphers en padding
ECB versus CBC: patronen en IV's
CTR-modus en stream-ciphergedrag
GCM en authenticated encryption

← Terug naar Cryptology Academy