AEGIS: Enkripsi Terautentikasi Berkecepatan Tinggi

AEGIS dirancang khusus untuk memanfaatkan akselerasi perangkat keras AES-NI secara maksimal, sehingga mencapai laju pemrosesan yang jauh melampaui AES-GCM pada CPU modern. AEGIS diajukan dalam kompetisi CAESAR dan kemudian distandardisasi dalam draf IETF untuk digunakan pada TLS dan QUIC.

AEGIS memiliki dua varian utama: AEGIS-128 (kunci 128 bit, nonce 128 bit) dan AEGIS-256 (kunci 256 bit, nonce 256 bit). Keduanya masing-masing menyediakan tag autentikasi 128 bit atau 256 bit. AEGIS-128L adalah varian yang dioptimalkan untuk memanfaatkan paralelisme alur pemrosesan AES-NI yang lebih lebar pada prosesor modern.

Berbeda dari AES-GCM yang menggunakan AES sebagai komponen dasar dalam mode tertentu, AEGIS menggunakan beberapa pemanggilan fungsi putaran AES untuk mempertahankan dan mengembangkan status internal. Setiap langkah enkripsi menerapkan beberapa putaran AES, sehingga desain ini dapat memanfaatkan paralelisme tingkat instruksi pada prosesor dengan unit eksekusi yang lebar.

Pada prosesor dengan AES-NI, AEGIS-128L dapat mencapai laju pemrosesan 100 Gbps atau lebih, sedangkan AES-GCM biasanya mencapai 40–60 Gbps pada perangkat keras yang sama. Keunggulan kinerja sekitar 2–3 kali lipat ini membuat AEGIS menarik untuk skenario enkripsi jaringan dengan bandwidth tinggi.

AEGIS-128L menggunakan delapan kata status 128 bit dan memproses dua blok pesan 256 bit pada setiap langkah, sehingga memaksimalkan penggunaan alur pemrosesan AES-NI. Varian "L" ini mencapai laju pemrosesan lebih tinggi daripada AEGIS-128 standar pada prosesor yang dapat menjalankan beberapa instruksi AES-NI secara bersamaan.

AEGIS menyediakan kerahasiaan 128 bit dan keamanan autentikasi 128 bit atau 256 bit, bergantung pada panjang tag. Analisis keamanannya tidak menunjukkan serangan yang diketahui lebih efektif daripada pencarian menyeluruh terhadap konstruksi lengkapnya. Desain ini menggunakan putaran AES secara konservatif, sehingga menyediakan margin keamanan yang besar.

AEGIS telah diusulkan dalam draf IETF (draft-irtf-cfrg-aegis-aead) untuk distandardisasi oleh Crypto Forum Research Group. Draf tersebut mencakup AEGIS-128L, AEGIS-128, dan AEGIS-256, serta menyertakan vektor pengujian. Pengadopsian AEGIS dalam rangkaian sandi TLS dan QUIC sedang dibahas secara aktif.

AEGIS tidak memiliki mekanisme cadangan perangkat lunak yang memadai: tanpa AES-NI, kinerjanya menurun drastis karena setiap pemanggilan fungsi putaran AES menjadi mahal. AEGIS hanya boleh dipilih jika ketersediaan AES-NI dijamin pada semua target penerapan, termasuk mesin virtual dan lingkungan kontainer.

ChaCha20-Poly1305 dirancang sebagai AEAD berkecepatan tinggi untuk lingkungan tanpa AES-NI, seperti prosesor ARM seluler sebelum ARMv8 dan sistem tertanam. Pada ARM64 modern dengan akselerasi AES, AEGIS mungkin lebih cepat, tetapi ChaCha20-Poly1305 tetap menjadi pilihan universal yang aman ketika kemampuan perangkat keras berbeda-beda.

Aplikasi yang menggunakan AEGIS harus mengaudit lingkungan penerapannya dengan cermat. Mekanisme cadangan perangkat lunak ke AES-GCM atau ChaCha20-Poly1305 harus diterapkan untuk lingkungan tanpa AES-NI. Keluwesan kriptografi pada lapisan negosiasi TLS menangani hal ini secara otomatis ketika AEGIS ditawarkan sebagai rangkaian sandi pilihan.

AEGIS didukung dalam implementasi referensi AEGIS-cipher, OpenSSL 3.2+ melalui Provider API, dan beberapa tumpukan TLS eksperimental. Pengadopsiannya diperkirakan meningkat seiring draf IETF bergerak menuju status RFC dan aplikasi bandwidth tinggi mencari kinerja yang melampaui kemampuan AES-GCM.

Pernyataan manakah tentang persyaratan perangkat keras AEGIS yang benar?

AEGIS menyediakan laju pemrosesan 2–3 kali lebih tinggi daripada AES-GCM pada perangkat keras AES-NI dengan menggunakan beberapa fungsi putaran AES dalam desain berbasis status. AEGIS-128L memaksimalkan paralelisme alur pemrosesan. AEGIS memerlukan AES-NI dan tidak cocok ketika kemampuan perangkat keras berbeda-beda. Standardisasi IETF untuk penggunaan pada TLS dan QUIC sedang berlangsung.