เข้ารหัสและถอดรหัส AES-GCM ใน Python

เหตุใดจึงใช้ AES-GCM

องค์ประกอบของ GCM: CTR + GHASH

ข้อกำหนดของนอนซ์

การเข้ารหัสด้วย AES-GCM ใน Python

import os
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM

# Generate a 256-bit key
key = AESGCM.generate_key(bit_length=256)
aesgcm = AESGCM(key)

# Fresh 96-bit nonce per encryption
nonce = os.urandom(12)

plaintext = b"sensitive payload"
aad = b"user_id=42"  # authenticated but not encrypted

ciphertext = aesgcm.encrypt(nonce, plaintext, aad)
print("Nonce:", nonce.hex())
print("Ciphertext+tag:", ciphertext.hex())

การถอดรหัสด้วย AES-GCM ใน Python

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM
from cryptography.exceptions import InvalidTag

# key, nonce, ciphertext, aad from previous step
try:
    recovered = aesgcm.decrypt(nonce, ciphertext, aad)
    print("Decrypted:", recovered)
except InvalidTag:
    print("Authentication failed — ciphertext tampered!")

การจัดเก็บนอนซ์และข้อความเข้ารหัส

def encrypt_blob(key: bytes, data: bytes, aad: bytes = b"") -> bytes:
    aesgcm = AESGCM(key)
    nonce = os.urandom(12)
    ct = aesgcm.encrypt(nonce, data, aad or None)
    return nonce + ct  # prepend nonce

def decrypt_blob(key: bytes, blob: bytes, aad: bytes = b"") -> bytes:
    aesgcm = AESGCM(key)
    nonce, ct = blob[:12], blob[12:]
    return aesgcm.decrypt(nonce, ct, aad or None)

ข้อมูลเพิ่มเติมที่ผ่านการยืนยันความถูกต้อง (AAD)

การใช้ API การเข้ารหัสระดับต่ำ

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes

key = os.urandom(32)
nonce = os.urandom(12)
cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.GCM(nonce))
encryptor = cipher.encryptor()
encryptor.authenticate_additional_data(b"aad-value")
ct = encryptor.update(b"hello world") + encryptor.finalize()
tag = encryptor.tag
print("Tag:", tag.hex())

ความต้านทานต่อการใช้ นอนซ์ผิด: AES-GCM-SIV

การอนุมานกุญแจก่อนการเข้ารหัส

from cryptography.hazmat.primitives.kdf.hkdf import HKDF
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
import os

master_secret = b"shared_secret_from_ECDH"
salt = os.urandom(16)
kdf = HKDF(algorithm=hashes.SHA256(), length=32, salt=salt, info=b"aes-gcm-key")
aes_key = kdf.derive(master_secret)
print("Derived AES key:", aes_key.hex())

ข้อควรพิจารณาด้านประสิทธิภาพ

ตรวจสอบความรู้

สรุปบทเรียน