Набори шифрів ChaCha20-Poly1305 для протоколу захисту транспортного рівня

Abstract

У даних тезах досліджуються особливості використання наборів шифрів ChaCha20-Poly1305 у протоколах захисту транспортного рівня TLS та DTLS. Розглянуто недоліки традиційних криптографічних алгоритмів RC4 та AES-CBC, а також переваги сучасного підходу автентифікованого шифрування AEAD. Проаналізовано принцип роботи потокового шифру ChaCha20 та автентифікатора Poly1305, їхню стійкість до атак по сторонніх каналах і ефективність на пристроях без апаратної підтримки AES. Особливу увагу приділено механізму формування nonce, забезпеченню цілісності та конфіденційності даних, а також використанню ECDHE для реалізації досконалої прямої секретності. Показано, що використання ChaCha20-Poly1305 забезпечує високий рівень криптографічного захисту, продуктивності та апаратної незалежності сучасних мережевих систем.

The theses consider the features of using ChaCha20-Poly1305 cipher suites in the Transport Layer Security (TLS) and Datagram Transport Layer Security (DTLS) protocols. The shortcomings of traditional cryptographic algorithms such as RC4 and AES-CBC, as well as the advantages of the modern AEAD authenticated encryption approach, are considered. The operating principles of the ChaCha20 stream cipher and the Poly1305 authenticator, their resistance to side-channel attacks, and their efficiency on devices without AES hardware acceleration are analyzed. Particular attention is paid to the nonce generation mechanism, ensuring data integrity and confidentiality, and the use of ECDHE to achieve Perfect Forward Secrecy. It is shown that the use of ChaCha20-Poly1305 provides a high level of cryptographic security, performance, and hardware independence for modern network systems.