AES-GCM是一种高级加密标准（AES）的加密模式，同时使用加密和身份验证（AEAD）功能。它提供保密性、完整性和认证性，并且是一种高效的加密算法。AES-GCM在网络安全和数据隐私保护方面具有广泛的应用场景，例如：

1. 数据传输加密：AES-GCM可用于对数据进行加密传输，确保数据在传输过程中不会被窃取或篡改。例如，TLS 1.3协议中就使用AES-GCM作为其默认的加密算法。
   

2. 存储加密：AES-GCM可用于对数据进行加密存储，确保数据在存储过程中不会被未经授权的人员访问或篡改。例如，硬盘加密和数据库加密中都可以使用AES-GCM。
   

3. 数字签名：AES-GCM可用于生成数字签名，以验证数据的完整性和真实性。
   

4. 移动设备加密：AES-GCM可用于对移动设备中的数据进行加密，以保护用户的隐私信息不被泄露。例如，iOS和Android设备都支持AES-GCM算法进行加密。

AES-GCM的加密和身份验证是同时进行的。它采用一种称为“GHASH”的Galois域上的乘法操作来计算消息的身份验证标记（MAC），并使用一个称为“CTR”的计数器模式来加密消息。下面是AES-GCM的详细流程：

1. 分离密钥和初始向量：AES-GCM使用128位的AES加密算法，因此密钥长度为128位、192位或256位。另外，它需要一个唯一的初始向量（IV）来确保每次加密都是不同的。IV的长度可以是96位或更大，基本上96位足够了。

2. 初始化计数器：计数器是一个值，用于在加密和身份验证期间迭代生成密钥流，以加密和解密消息。在AES-GCM中，计数器使用CTR模式初始化。CTR模式是一种流式加密模式，它将计数器的值作为输入，并使用AES算法来生成密钥流。在AES-GCM中，计数器被初始化为IV的值。

3. 生成密钥流：使用AES算法生成密钥流。对于每个64位的密钥流块，计数器值将递增，以产生不同的密钥流块。

4. 加密明文：使用异或操作将明文和生成的密钥流块混合在一起，以生成密文。加密的过程是逐个字节进行的。

5. 计算身份验证标记（MAC）：使用一个称为GHASH的算法来计算MAC。GHASH是一种基于Galois域的算法，用于计算消息的身份验证标记。它将消息划分为64位块，并使用乘法和异或操作将它们混合在一起，最终生成一个128位的MAC。

6. 生成完整的密文：将密文和MAC组合在一起，以生成完整的密文。

7. 解密：使用相同的密钥、IV和MAC密钥流，使用异或操作对密文进行解密。

8. 验证MAC：使用相同的密钥、IV和明文，重新计算MAC，并将计算出的MAC与原始MAC进行比较。如果MAC匹配，则说明密文未被篡改。

加密流程图如下：

三 ：MOD8ID加密芯片的 的 AES-GCM  加密使用示例：

  MOD8ID是模微半导体推出的一款基于硬件安全引擎的加密芯片。它提供了一个安全的存储和运行环境，以及许多加密和认证功能，也包括AES-GCM加密和认证。MOD8ID确保了AES-GCM加密的密钥安全和算法安全。

AES-GCM作为一种广泛使用的加密模式，它提供了高强度的数据加密和完整性保护。MOD8ID提供了硬件加速的AES-GCM实现，可以在芯片上执行快速且安全的加密和认证操作，从而提供更高的安全性和性能。基于MOD8ID可以实现许多安全应用程序，例如物联网设备、智能家居、医疗保健等等。这些应用程序通常需要处理敏感数据，例如个人身份信息、医疗记录等等。使用MOD8ID，这些数据可以被安全地加密和认证，从而保护用户的隐私和安全。

以下是基于MOD8ID的AES-GCM示例，

示例演示实现了基于MOD8ID芯片的加密和解密操作，并验证了解密数据的完整性和身份验证标记。

函数流程如下：

1. 生成128字节的随机明文数据，并打印输出。

2. 使用随机生成的IV和密钥对明文进行加密，得到密文和身份验证标记，并打印输出。

3. 使用相同的密钥和IV对密文进行解密，得到解密后的明文和身份验证标记，并打印输出。

4. 验证解密的身份验证标记是否与加密时计算的身份验证标记匹配。

5. 比较原始明文数据和解密后的明文数据是否匹配，如果匹配则返回真，否则返回假。

6. 其中，mod8_generate_random函数用于生成演示用随机明文数据，mod8_encrypt_data和mod8_decrypt_data函数分别用于加密和解密数据

范例代码如下：

// MODSEMI  MOD8ID for AES-GCM test function
bool mod8_test_enc_dec()
{
 
    //Generate random 128 byte plain text for encryption  
    for (int idx = 0; idx < 4; idx++)
    {
        if (!mod8_generate_random(_gDevice,plaintext + (idx * 32)))
        {
            printf( "Random data generation failrn");
            return false;
        }
    }
    printf( "Plain text : ");
    for (int i = 0; i < 128; i++)
    {
        printf( "%02X", plaintext[i]);
    }
    printf( "rn");
 
    // Encrypt data by MOD8ID
    if (!mod8_encrypt_data(MSE_TEMPKEY_KEYID, plaintext, 128, cipherText, authTag, NULL, iv))
    {
        printf( "Encryption failedrn");
        return false;
    }
 
    printf( "IV : ");
    for (int i = 0; i < (AES_IV_LENGTH); i++)
    {
        printf( "%02X", iv[i]);
    }
    printf( "n Cipher text : n");
    for (int i = 0; i < 128; i++)
    {
        printf( "%02X", cipherText[i]);
    }
    printf( "n Auth tag : n");
    for (int i = 0; i < AES_AUTH_TAG_SIZE; i++)
    {
        printf( "%02X", authTag[i]);
    }
 
    // Decrypt data by MOD8ID
    if (!mod8_decrypt_data(MSE_TEMPKEY_KEYID, cipherText, 128, iv, authTag, decryptedText, &isVerified))
    {
        printf( "n Decryption failed r");
        return false;
    }
 
    printf( "n Decrypted data : ");
    for (int i = 0; i < 128; i++)
    {
        printf( "%02X", decryptedText[i]);
    }
 
    if (isVerified == false)
    {
        printf( "nDecryption authentication failed rn");
    }
    else
    {
        printf( "Decrypted data authenticatedrn");
    }
 
    //Check if the plain text and decrypted texts match
    if (memcmp(plaintext, decryptedText, 128) == 0)
    {
        printf( "Decrypted text matches plain textrn");
        return true;
    }
    return false;
}

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