Ce este ChaCha20?

ChaCha20 este un cifru cu cheie simetrică de 256 de biți de mare viteză, simplu și extrem de sigur, utilizat pentru a cripta și a decripta date. A fost conceput de Daniel J. Bernstein ca o îmbunătățire a unui cifru anterior numit Salsa20. Scopul a fost de a crea ceva care să fie atât eficient, cât și sigur, în special în software.

ChaCha20 criptează datele prin generarea unui flux de octeți pseudorandomizați securizați și prin combinarea acelui flux cu mesajul original. Rezultatul este un rezultat criptat care pare aleatoriu pentru oricine nu deține cheia secretă.

Deoarece folosește aceeași cheie pentru a cripta și a decripta date, ChaCha20 este mult mai rapid decât RSA, un algoritm asimetric care utilizează o cheie publică și o cheie privată. RSA este util pentru schimbul de chei și semnături, dar ChaCha20 este mai bun pentru criptarea volumelor mari de trafic de internet.

La nivel înalt, ChaCha20 preia trei intrări: o cheie secretă, un nonce (un număr utilizat o singură dată — o valoare unică utilizată pentru fiecare criptare) și un contor (pentru a ajuta la generarea de blocuri de ieșire diferite). Utilizează aceste valori pentru a inițializa o stare internă, care este apoi amestecată în mod repetat pentru a genera un flux de octeți pseudorandomizați securizați, cunoscut sub numele de flux de chei.

Acest proces de amestecare se bazează pe trei operațiuni simple — adunare, XOR și rotație de biți — aplicate pe parcursul a 20 de runde pentru a amesteca complet datele. Fluxul de chei rezultat este apoi combinat cu textul neformatat pentru a produce textul cifrat — datele criptate.

ChaCha20 rezolvă o problemă practică din securitatea modernă: cum să obțineți o criptare puternică, care să fie atât eficientă, cât și fiabilă pe multe dispozitive. Este foarte rapid în software, bun pe telefoane, dispozitive mici și procesoare mai vechi, și se bazează pe operațiuni simple pe care computerele le realizează bine (adunare, XOR, rotație).

Aceste caracteristici îl fac atractiv în sisteme precum TLS, VPN-uri(fereastră nouă), SSH și aplicații de mesagerie. De exemplu, ChaCha20 este utilizat de WireGuard®(fereastră nouă) protocolul VPN(fereastră nouă) pentru a oferi o criptare rapidă și sigură, cu performanțe ridicate, chiar și pe dispozitive care nu dispun de hardware AES specializat.

Criptarea AES este standardul de mult timp stabilit și este extrem de rapidă pe procesoare cu asistență hardware AES integrată. Din acest motiv, funcționează deosebit de bine pe multe computere desktop, servere și cipuri mobile mai noi. Cu toate acestea, fără asistență hardware AES, AES exclusiv prin software poate fi mai lent și uneori mai greu de implementat în siguranță. În schimb, ChaCha20 este conceput pentru a fi foarte rapid în software-ul obișnuit, deoarece folosește operațiuni simple precum adunarea, XOR și rotația, care funcționează eficient pe aproape orice procesor.

Dacă o aplicație oferă atât AES, cât și ChaCha20, de obicei nu trebuie să alegeți una manual, deoarece majoritatea aplicațiilor moderne selectează automat opțiunea mai bună pe baza dispozitivului și procesorului dvs. În general, AES funcționează cel mai bine pe dispozitivele mai noi cu asistență AES integrată, în timp ce ChaCha20 este o alegere mai puternică pe dispozitivele unde criptarea este gestionată în principal în software, cum ar fi unele telefoane, hardware cu consum redus de energie sau procesoare mai vechi.

ChaCha20 este considerat sigur conform standardelor moderne atunci când este implementat corect și utilizat cu un nonce unic pentru fiecare criptare.