ChaCha20 क्या है?

ChaCha20 डेटा को एन्क्रिप्ट और डीक्रिप्ट करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक हाई-स्पीड, हल्का और अत्यधिक सुरक्षित 256-बिट सिमेट्रिक-की सिफर है। इसे डैनियल जे. बर्नस्टीन द्वारा Salsa20 नामक पुराने सिफर में सुधार के रूप में डिज़ाइन किया गया था। इसका उद्देश्य कुछ ऐसा बनाना था जो विशेष रूप से सॉफ्टवेयर में कुशल और सुरक्षित दोनों हो।

ChaCha20 सुरक्षित स्यूडोरैंडम बाइट्स की एक स्ट्रीम जनरेट करके और उस स्ट्रीम को मूल संदेश के साथ मिलाकर डेटा को एन्क्रिप्ट करता है। इसका परिणाम एन्क्रिप्ट किया हुआ आउटपुट होता है जो गुप्त कुंजी के बिना किसी के लिए भी रैंडम दिखाई देता है।

चूंकि यह डेटा को एन्क्रिप्ट और डीक्रिप्ट करने के लिए एक ही कुंजी का उपयोग करता है, इसलिए ChaCha20 RSA की तुलना में बहुत तेज़ है, जो एक असममित एल्गोरिदम है जो एक सार्वजनिक चाबी और एक निजी चाबी का उपयोग करता है। RSA कुंजी विनिमय और हस्ताक्षर के लिए उपयोगी है, लेकिन ChaCha20 बड़ी मात्रा में इंटरनेट ट्रैफिक को एन्क्रिप्ट करने के लिए बेहतर है।

उच्च स्तर पर, ChaCha20 तीन इनपुट लेता है: एक गुप्त कुंजी, एक नॉन्स (एक बार उपयोग की जाने वाली संख्या — प्रत्येक एन्क्रिप्शन के लिए उपयोग किया जाने वाला एक विशिष्ट मान), और एक काउंटर (विभिन्न आउटपुट ब्लॉक जनरेट करने में मदद करने के लिए)। यह एक आंतरिक स्थिति को इनिशियलाइज़ करने के लिए इन मानों का उपयोग करता है, जिसे बाद में कीस्ट्रीम के रूप में जाने जाने वाले सुरक्षित स्यूडोरैंडम बाइट्स की एक स्ट्रीम जनरेट करने के लिए बार-बार मिक्स किया जाता है।

वह मिक्सिंग प्रक्रिया तीन सरल ऑपरेशनों पर निर्भर करती है — जोड़, XOR, और बिट रोटेशन — जो डेटा को पूरी तरह से स्क्रैम्बल करने के लिए 20 राउंड में लागू किए जाते हैं। इसके बाद परिणामी कीस्ट्रीम को प्लेनटेक्स्ट के साथ मिलाकर साइफरटेक्स्ट तैयार किया जाता है — यानी एन्क्रिप्ट किया गया डेटा।

ChaCha20 आधुनिक सुरक्षा में एक व्यावहारिक समस्या का समाधान करता है: कई डिवाइस पर कुशल और विश्वसनीय दोनों प्रकार का मजबूत एन्क्रिप्शन कैसे प्राप्त किया जाए। यह सॉफ्टवेयर में बहुत तेज़ है, फोन, छोटे डिवाइस और पुराने CPU पर अच्छा काम करता है, और कंप्यूटर द्वारा आसानी से किए जाने वाले सरल ऑपरेशनों (जोड़, XOR, रोटेट) पर आधारित है।

ये खासियतें इसे TLS, VPN(नई विंडो), SSH और मैसेजिंग ऐप जैसे सिस्टम में आकर्षक बनाती हैं। उदाहरण के लिए, ChaCha20 का उपयोग WireGuard®(नई विंडो) VPN प्रोटोकॉल(नई विंडो) द्वारा उन डिवाइस पर भी मजबूत प्रदर्शन के साथ तेज़, सुरक्षित एन्क्रिप्शन प्रदान करने के लिए किया जाता है जिनमें विशेष AES हार्डवेयर की कमी होती है।

AES एन्क्रिप्शन लंबे समय से स्थापित मानक है और बिल्ट-इन AES हार्डवेयर सहायता वाले प्रोसेसर पर अत्यधिक तेज़ है। इस वजह से, यह कई डेस्कटॉप, सर्वर और नए मोबाइल चिप्स पर विशेष रूप से अच्छा प्रदर्शन करता है। हालाँकि, AES हार्डवेयर सहायता के बिना, केवल-सॉफ्टवेयर AES धीमा हो सकता है और कभी-कभी इसे सुरक्षित रूप से लागू करना अधिक कठिन हो सकता है। इसके विपरीत, ChaCha20 को साधारण सॉफ्टवेयर में बहुत तेज़ होने के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि यह जोड़, XOR और रोटेशन जैसे सरल ऑपरेशनों का उपयोग करता है, जो लगभग किसी भी प्रोसेसर पर कुशलतापूर्वक काम करते हैं।

यदि कोई एप्लीकेशन AES और ChaCha20 दोनों प्रदान करता है, तो आपको आमतौर पर किसी एक को मैन्युअल रूप से चुनने की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि अधिकांश आधुनिक ऐप आपके डिवाइस और प्रोसेसर के आधार पर स्वचालित रूप से बेहतर विकल्प चुनते हैं। सामान्य तौर पर, AES बिल्ट-इन AES सहायता वाले नए डिवाइस पर सबसे अच्छा प्रदर्शन करता है, जबकि ChaCha20 उन डिवाइस पर एक बेहतर विकल्प है जहाँ एन्क्रिप्शन मुख्य रूप से सॉफ्टवेयर में हैंडल किया जाता है, जैसे कि कुछ फोन, कम-पावर वाले हार्डवेयर, या पुराने CPU।

सही ढंग से लागू किए जाने और प्रत्येक एन्क्रिप्शन के लिए एक अद्वितीय नॉन्स के साथ उपयोग किए जाने पर ChaCha20 को आधुनिक मानकों के अनुसार सुरक्षित माना जाता है।