harmony 鸿蒙使用AES对称密钥（GCM模式）分段加解密(C/C++)

2025-06-16
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使用AES对称密钥（GCM模式）分段加解密(C/C++)

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target_link_libraries(entry PUBLIC libohcrypto.so)

开发步骤

创建对象

调用OH_CryptoSymKeyGenerator_Create和OH_CryptoSymKeyGenerator_Generate，生成密钥算法为AES、密钥长度为128位的对称密钥（OH_CryptoSymKey）。

如何生成AES对称密钥，开发者可参考下文示例，并结合对称密钥生成和转换规格：AES和随机生成对称密钥文档进行理解。参考文档与当前示例可能存在入参差异，请注意区分。

加密

调用OH_CryptoSymCipher_Create，指定字符串参数’AES128|GCM|PKCS7’，创建对称密钥算法为AES128、分组模式为GCM、填充模式为PKCS7的Cipher实例，用于完成加密操作。
调用OH_CryptoSymCipherParams_Create创建参数对象，调用OH_CryptoSymCipherParams_SetParam设置对应的加密参数。
调用OH_CryptoSymCipher_Init，设置模式为加密（CRYPTO_ENCRYPT_MODE），指定对称密钥（OH_CryptoSymKey）和GCM模式的加密参数（OH_CryptoSymCipherParams），以初始化加密 Cipher 实例。
将一次传入数据量设置为20字节，多次调用OH_CryptoSymCipher_Update，更新数据（明文）。
- 当前单次update没有长度限制，开发者可根据数据量判断如何调用update。
- 建议开发者对每次update的结果都判断是否为null，并在结果不为null时取出其中的密文进行拼接，形成完整的密文。因为在不同的规格下，update的结果可能会受到不同影响。
1）例如ECB和CBC模式，始终以分组为基本单位进行加密，并输出本次更新产生的加密分组结果。即当本次更新操作凑满一个分组时，输出密文；若未凑满，则本次更新输出null，将未加密的数据与下次输入的数据拼接后，再进行分组输出。最后进行doFinal操作时，将未加密的数据根据指定的填充模式进行填充，再输出剩余加密结果。解密过程中的update操作同理。

2）对于流加密模式（比如CTR和OFB模式），通常密文长度和明文长度相等。
调用OH_CryptoSymCipher_Final，获取密文。
- 由于已使用update传入数据，此处传入null。
- final输出结果可能为null，在访问具体数据前，需要先判断结果是否为null，以避免产生异常。 > 注意： > 在GCM模式下，final会返回authTag，作为解密操作时初始化的认证信息，需要保存。 > 在GCM模式下，算法库当前只支持16字节的authTag，作为解密操作时初始化的认证信息。示例中authTag恰好为16字节。

解密

调用OH_CryptoSymCipher_Create，指定参数’AES128|GCM|PKCS7’，创建对称密钥类型为AES128、分组模式为GCM、填充模式为PKCS7的Cipher实例，完成解密操作。
调用OH_CryptoSymCipherParams_SetParam设置authTag作为解密的认证信息。

在GCM模式下，从加密后的数据中取出末尾16字节，作为解密时初始化的认证信息。示例中authTag恰好为16字节。

调用OH_CryptoSymCipher_Init，设置模式为解密（CRYPTO_DECRYPT_MODE），指定解密密钥（OH_CryptoSymKey）和GCM模式对应的解密参数（OH_CryptoSymCipherParams），初始化解密Cipher实例。
将一次传入数据量设置为20字节，多次调用OH_CryptoSymCipher_Update，更新数据（密文）。
调用OH_CryptoSymCipher_Final获取解密数据。

销毁对象

调用OH_CryptoSymKeyGenerator_Destroy、OH_CryptoSymCipher_Destroy和OH_CryptoSymCipherParams_Destroy销毁各对象。

#include <string.h>
#include "CryptoArchitectureKit/crypto_common.h"
#include "CryptoArchitectureKit/crypto_sym_cipher.h"

#define OH_CRYPTO_GCM_TAG_LEN 16
#define OH_CRYPTO_MAX_TEST_DATA_LEN 128
static OH_Crypto_ErrCode doTestAesGcmSeg()
{
    OH_CryptoSymKeyGenerator *genCtx = nullptr;
    OH_CryptoSymCipher *encCtx = nullptr;
    OH_CryptoSymCipher *decCtx = nullptr;
    OH_CryptoSymKey *keyCtx = nullptr;
    OH_CryptoSymCipherParams *params = nullptr;

    char *plainText = const_cast<char *>("aaaaa.....bbbbb.....ccccc.....ddddd.....eee");
    Crypto_DataBlob msgBlob = {.data = (uint8_t *)(plainText), .len = strlen(plainText)};

    uint8_t aad[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    uint8_t tagArr[16] = {0};
    uint8_t iv[12] = {1, 2, 4, 12, 3, 4, 2, 3, 3, 2, 0, 4}; // iv使用安全随机数生成。
    Crypto_DataBlob tag = {.data = nullptr, .len = 0};
    Crypto_DataBlob ivBlob = {.data = iv, .len = sizeof(iv)};
    Crypto_DataBlob aadBlob = {.data = aad, .len = sizeof(aad)};
    Crypto_DataBlob encData = {.data = nullptr, .len = 0};
    Crypto_DataBlob decData = {.data = nullptr, .len = 0};
    Crypto_DataBlob tagInit = {.data = tagArr, .len = sizeof(tagArr)};
    int32_t cipherLen = 0;
    int blockSize = 20;
    int32_t randomLen = strlen(plainText);
    Crypto_DataBlob cipherBlob;
    // 加密变量定义。
    int cnt = randomLen / blockSize;
    int rem = randomLen % blockSize;
    uint8_t cipherText[OH_CRYPTO_MAX_TEST_DATA_LEN] = {0};

    // 解密变量定义。
    int decCnt = cipherLen / blockSize;
    int decRem = cipherLen % blockSize;
    int32_t plantLen = 0;
    uint8_t plantText[OH_CRYPTO_MAX_TEST_DATA_LEN] = {0};
    
    // 生成密钥。
    OH_Crypto_ErrCode ret;
    ret = OH_CryptoSymKeyGenerator_Create("AES128", &genCtx);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymKeyGenerator_Generate(genCtx, &keyCtx);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    
    // 设置参数。
    ret = OH_CryptoSymCipherParams_Create(&params);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipherParams_SetParam(params, CRYPTO_IV_DATABLOB, &ivBlob);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipherParams_SetParam(params, CRYPTO_AAD_DATABLOB, &aadBlob);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipherParams_SetParam(params, CRYPTO_TAG_DATABLOB, &tagInit);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    
    // 加密。
    ret = OH_CryptoSymCipher_Create("AES128|GCM|PKCS7", &encCtx);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipher_Init(encCtx, CRYPTO_ENCRYPT_MODE, keyCtx, params);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    
    for (int i = 0; i < cnt; i++) {
        msgBlob.len = blockSize;
        ret = OH_CryptoSymCipher_Update(encCtx, &msgBlob, &encData);
        if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
            goto end;
        }
        msgBlob.data += blockSize;
        memcpy(&cipherText[cipherLen], encData.data, encData.len);
        cipherLen += encData.len;
    }
    if (rem > 0) {
        msgBlob.len = rem;
        ret = OH_CryptoSymCipher_Update(encCtx, (Crypto_DataBlob *)&msgBlob, &encData);
        if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
            goto end;
        }
        memcpy(&cipherText[cipherLen], encData.data, encData.len);
        cipherLen += encData.len;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipher_Final(encCtx, nullptr, &tag);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }

    // 解密。
    cipherBlob = {.data = reinterpret_cast<uint8_t *>(cipherText), .len = (size_t)cipherLen};
    ret = OH_CryptoSymCipher_Create("AES128|GCM|PKCS7", &decCtx);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipherParams_SetParam(params, CRYPTO_TAG_DATABLOB, &tag);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipher_Init(decCtx, CRYPTO_DECRYPT_MODE, keyCtx, params);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }
    for (int i = 0; i < decCnt; i++) {
        cipherBlob.len = blockSize;
        ret = OH_CryptoSymCipher_Update(decCtx, &cipherBlob, &decData);
        if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
            goto end;
        }
        cipherBlob.data += blockSize;
        memcpy(&plantText[plantLen], decData.data, decData.len);
        plantLen += decData.len;
    }
    if (decRem > 0) {
        cipherBlob.len = decRem;
        ret = OH_CryptoSymCipher_Update(decCtx, &cipherBlob, &decData);
        if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
            goto end;
        }
        memcpy(&plantText[plantLen], decData.data, decData.len);
        plantLen += decData.len;
    }
    ret = OH_CryptoSymCipher_Final(decCtx, nullptr, &decData);
    if (ret != CRYPTO_SUCCESS) {
        goto end;
    }

end:
    OH_CryptoSymCipherParams_Destroy(params);
    OH_CryptoSymCipher_Destroy(encCtx);
    OH_CryptoSymCipher_Destroy(decCtx);
    OH_CryptoSymKeyGenerator_Destroy(genCtx);
    OH_CryptoSymKey_Destroy(keyCtx);
    OH_Crypto_FreeDataBlob(&encData);
    OH_Crypto_FreeDataBlob(&tag);
    OH_Crypto_FreeDataBlob(&decData);
    return ret;
}