[ipsec][crypto] 在IPSec ESP使用AES-GCM加密时的IV

IV

IV是指初始化向量。

在我们当前讨论的场景中： 在IPSec ESP使用AES-GCM加密

IV有两个含义：

1. ESP报文封装时的IV，RFC中称为 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. 在讨论加解密设备的时候，我们讨论的IV，与1中不同，称为 AES-GCM-ESP IV, 也称作nonce

　　nonce由 salt 和1中IV组成。

   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                     |
   |                                                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

总结：

　　ESP的IV协议规定了固定长度是8字节，salt是固定的4字节。所以在当前场景内，GCM的IV长度，固定为12字节。

参考：

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

其他：

1  block size

由算法决定AES的block size为固定的16字节。

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的算法名字里边有AES128，AES256，这个怎么理解呢？

在实际的ESP封装传输以及ipsec协商中，他们使用的key length是上面的128,256 再加上32bit的盐。

在编码是需要注意。

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.