ChaCha20-Poly1305

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ChaCha20-Poly1305 est un mode AEAD (RFC 8439) associant le chiffrement par flot ChaCha20 au MAC Poly1305. C'est l'alternative de référence à AES-GCM, particulièrement efficace en logiciel.

Construction

• Chiffrement : ChaCha20 génère le keystream XORé au clair.
• Authentification : Poly1305, MAC rapide, calcule un tag sur le chiffré et les données associées. Sa clé d'authentification est dérivée par ChaCha20 (clé à usage unique par message).
• Sortie : chiffré + tag de 128 bits.

Paramètres

Paramètre	Valeur
Clé	256 bits
Nonce	96 bits (RFC 8439) ; 192 bits pour XChaCha20-Poly1305
Tag	128 bits
AAD	Optionnelles, authentifiées non chiffrées

Pourquoi le choisir

• Rapide en logiciel sans accélération matérielle → idéal mobile, embarqué, environnements sans AES-NI.
• Temps constant par conception (pas de tables) → robustesse face aux canaux auxiliaires.
• Déployé à grande échelle : TLS 1.3, WireGuard, SSH, etc.

Nonce et XChaCha20-Poly1305

Comme AES-GCM, le mode exige un nonce unique par clé. La variante XChaCha20-Poly1305 (nonce de 192 bits) permet de générer le nonce aléatoirement sans crainte de collision — précieux quand un compteur strict est difficile à maintenir.

AES-GCM ou ChaCha20-Poly1305 ?

Critère	AES-GCM	ChaCha20-Poly1305
Matériel AES-NI	Idéal	Bon
Sans AES-NI (mobile/IoT)	Plus lent, risque timing	Idéal
Temps constant logiciel	Selon implémentation	Par conception
Nonce aléatoire	AES-GCM-SIV requis	XChaCha20-Poly1305

Les négociations TLS choisissent souvent l'un ou l'autre selon les capacités matérielles du client.

Points clés à retenir

• AEAD = ChaCha20 (chiffrement) + Poly1305 (MAC), tag 128 bits, clé 256 bits.
• Excellent en logiciel et constant en temps → mobile/embarqué, WireGuard, TLS 1.3.
• Nonce unique requis ; XChaCha20-Poly1305 autorise un nonce aléatoire (192 bits).
• Complément naturel d'AES-GCM selon la présence d'AES-NI.

Voir aussi

• ChaCha20 et Salsa20
• AES-GCM
• Chiffrement authentifié (AEAD)
• Vecteurs d'initialisation et nonces