Fiche de Révision : Cryptographie Appliquée

Introduction à la Cryptographie Appliquée

La cryptographie appliquée est une discipline essentielle de la sécurité informatique qui vise à protéger les informations en utilisant des techniques mathématiques. Elle permet d'offrir des garanties sur la confidentialité, l’intégrité, l’authenticité et la non-répudiation des données échangées entre des parties.

Cette fiche résume les concepts fondamentaux du document 01_Cryptographie_appliquée.pdf, en expliquant les notions clés, les algorithmes et leur utilisation dans des contextes pratiques.

1. Concepts Fondamentaux

1.1. Définitions clés

Confidentialité : Protection de l'information contre les accès non autorisés.

Intégrité : Garantie que les données n'ont pas été modifiées ou altérées.

Authenticité : Capacité à vérifier l'identité de la source des données.

Non-répudiation : Empêche une partie de renier avoir envoyé un message.

1.2. Types de cryptographie

• Cryptographie symétrique : Utilise une même clé secrète pour chiffrer et déchiffrer.

• Cryptographie asymétrique : Utilise une paire de clés, publique pour chiffrer et privée pour déchiffrer.

• Fonctions de hachage : Transforme un message de taille variable en une empreinte fixe, unique et irréversible.

2. Cryptographie Symétrique

2.1. Principe

Le même secret (clé) est partagé entre l'émetteur et le récepteur.

2.2. Algorithmes populaires

• DES (Data Encryption Standard) : Anciennement utilisé, aujourd'hui remplacé, longueur clé de 56 bits.

• AES (Advanced Encryption Standard) : Standard moderne avec clés de 128, 192, ou 256 bits.

2.3. Exemple concret : chiffrement AES

• Émetteur chiffre un message clair avec une clé secrète.

• Récepteur déchiffre ce message avec la même clé.

2.4. Diagramme – Fonctionnement simplifié d’un chiffrement symétrique

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3. Cryptographie Asymétrique

3.1. Principe

Utilise une paire de clés :

• Clé publique : diffusée à tout le monde pour chiffrer ou vérifier une signature.

• Clé privée : gardée secrète pour déchiffrer ou signer un message.

3.2. Propriétés principales

• Un message chiffré avec la clé publique ne peut être déchiffré qu'avec la clé privée correspondante.

• Une signature faite avec la clé privée est vérifiable avec la clé publique.

3.3. Algorithmes asymétriques courants

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman) : Fondé sur la factorisation des grands nombres.

• ECC (Elliptic Curve Cryptography) : Utilise les propriétés des courbes elliptiques pour une sécurité équivalente avec des clés plus courtes.

3.4. Exemple d'utilisation : signature électronique

• L'émetteur signe un document avec sa clé privée.

• Le destinataire vérifie la signature avec la clé publique.

3.5. Diagramme – Processus de signature et vérification

[Diagramme]

4. Fonctions de Hachage

4.1. Définition

Fonction de hachage : Fonction qui prend en entrée un message de taille quelconque et produit une empreinte (hash) de taille fixe.

4.2. Propriétés importantes

• Unidirectionnalité : Il est pratiquement impossible de retrouver le message à partir du hash.

• Résistance aux collisions : Difficile de trouver deux messages ayant la même empreinte.

• Résistance à la préimage : Il est ardu de trouver un message à partir d'une empreinte donnée.

4.3. Algorithmes populaires

• MD5 (désuet, vulnérable aux collisions)

• SHA-1 (désuet)

• SHA-2 et SHA-3 (actuellement recommandés)

4.4. Exemple d’utilisation

• Vérification de fichiers téléchargeables : le hash affiché permet de s’assurer que le fichier n’a pas été modifié.

5. Protocoles Cryptographiques et Applications

5.1. Protocoles hybrides

Utilisent la cryptographie asymétrique pour échanger une clé symétrique qui servira ensuite à chiffrer la communication.

5.2. Exemple : SSL/TLS

• Permet d’établir un canal sécurisé pour les communications web.

• Allie les avantages de la cryptographie asymétrique (échange de clés) et symétrique (chiffrement rapide des données).

5.3. Authentification par challenge-réponse

• Protocole qui vérifie l’identité d’un client sans transmettre le mot de passe en clair.

5.4. Diagramme – Échange de clés dans SSL/TLS

[Diagramme]

6. Attaques et Protection

6.1. Attaques classiques

• Attaque par force brute : Essayer toutes les clés possibles.

• Attaque par collision : Trouver deux messages différents avec même hash.

• Attaque de l'homme du milieu (MITM) : Intercepter et modifier la communication.

6.2. Bonnes pratiques pour la sécurité

• Utiliser des tailles de clés suffisantes.

• Mettre à jour régulièrement les algorithmes et clés.

• Utiliser le protocole sécurisé (ex : HTTPS).

Synthèse

Conclusion

La cryptographie appliquée combine mathématiques et informatique pour assurer la sécurité des échanges d’information. Maîtriser les fondamentaux — comprendre les types de cryptographie, leurs algorithmes et usages — est crucial pour concevoir et évaluer des systèmes sûrs. Les protocoles modernes s’appuient souvent sur des combinaisons intelligentes de méthodes symétriques, asymétriques et de hachage, tout en tenant compte des menaces actuelles.

Cette fiche fournit un socle pour approfondir la cryptographie en contexte pratique, essentiel pour tout étudiant ou professionnel en sécurité informatique.

N’hésitez pas à consulter des ressources complémentaires (pratique et théorie) pour bien assimiler ces concepts !