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Article

1 - CONTEXTE

  • 1.1 - Évolution vers une science
  • 1.2 - Objectifs de sécurité
  • 1.3 - Cryptographie moderne

2 - CRYPTOGRAPHIE SYMÉTRIQUE

3 - CRYPTOGRAPHIE ASYMÉTRIQUE

  • 3.1 - Rappels de mathématiques et d’algorithmique
  • 3.2 - Système de chiffrement asymétrique
  • 3.3 - Mécanisme d’échange de clé et chiffrement hybride
  • 3.4 - Signature

4 - APPLICATIONS DE LA CRYPTOGRAPHIE : PROTOCOLES DE COMMUNICATION

  • 4.1 - Avantages et inconvénients des méthodes symétriques et asymétriques
  • 4.2 - SSL/TLS
  • 4.3 - IPsec
  • 4.4 - S / MIME

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : H5210 v2

Cryptographie symétrique
Cryptographie appliquée

Auteur(s) : Pierre-Alain FOUQUE

Relu et validé le 02 févr. 2010

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RÉSUMÉ

La cryptographie est une discipline scientifique à part entière qui utilise des concepts mathématiques et informatiques pour prouver la sécurité des schémas. Cet article expose les principes de conception des schémas cryptographiques de chiffrement et de signature électronique. Puis il décrit quelques limites des systèmes actuels montrant ainsi la difficulté à concevoir des systèmes sûrs. Enfin, des exemples de standards de communications sécurisées sont présentés.

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Auteur(s)

  • Pierre-Alain FOUQUE : Ingénieur télécoms, docteur en cryptographie - Chercheur au Laboratoire de cryptographie de la direction centrale de la Sécurité des systèmes d’information (DCSSI)

INTRODUCTION

Aujourd’hui, les cryptographes ont défini des objectifs et des notions de sécurité répondant aux besoins des utilisateurs en matière de sécurité comme la confidentialité, l’intégrité et l’authentification. La cryptographie est devenue une discipline scientifique à part entière qui utilise des concepts mathématiques et informatiques pour prouver la sécurité des schémas. Cependant, de nouvelles attaques viennent périodiquement ébranler la confiance des utilisateurs. Deux attaques sur la norme de communications sécurisées utilisée sur Internet, Secure Socket Layer (SSL), ont ainsi été largement annoncées dans la presse et sur Internet. Ces attaques ne remettent pas en cause les preuves de sécurité des systèmes mais montrent que la modélisation des adversaires n’est pas idéale. En effet, pour traiter un problème de manière théorique, les scientifiques ont besoin de modéliser la réalité. En cryptographie, il est nécessaire de représenter les buts de l’adversaire et ses moyens, c’est‐à‐dire ce qu’il cherche à faire et la manière dont il interagit avec le système. C’est ici que la cryptographie montre ses limites face à la réalité : il est difficile d’étudier de manière exhaustive tous les adversaires possibles.

Après avoir rappelé les principes de conception des schémas cryptographiques de chiffrement et de signature électronique, nous décrirons quelques limites des systèmes actuels montrant ainsi la difficulté à concevoir des systèmes sûrs. Cette difficulté est aujourd’hui liée à l’implémentation des schémas cryptographiques dans des systèmes informatiques tels que des cartes à puce, des cartes accélératrices, etc. Enfin, nous donnerons des exemples de standards de communications sécurisées.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-h5210


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2. Cryptographie symétrique

La cryptographie symétrique est très souvent utilisée bien qu’elle souffre de problèmes inhérents au fait qu’émetteur et récepteur doivent partager la même clé.

Le premier argument en faveur des systèmes symétriques est qu’ils sont plus rapides que les systèmes asymétriques car ils utilisent directement les instructions câblées des processeurs du commerce. En effet, la cryptographie à clé publique requiert l’utilisation de l’arithmétique sur les grands nombres qui n’est pas implémentée dans les processeurs des ordinateurs usuels.

Dans un premier temps, nous présentons quelques primitives (algorithmes de chiffrement par bloc, par flot et fonctions de hachage) qui permettent de construire les protocoles ou mécanismes garantissant la confidentialité, l’intégrité et l’authentification de l’origine des données (systèmes de chiffrement et codes d’authentification de message : MAC).

2.1 Généralités sur le chiffrement

Un algorithme de chiffrement se compose des éléments sui- vants :

  • l’espace des messages  : un ensemble de chaînes de bits (messages clairs) ;

  • l’espace des messages chiffrés  : un ensemble de chaînes de bits (messages chiffrés) ;

  • l’espace des clés K : un ensemble de chaînes de bits (clés) ;

  • un algorithme de chiffrement prenant ses entrées dans K ×  et ses sorties dans  ;

  • un algorithme de déchiffrement

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DIFFIE (W.), HELLMAN (M.E.) -   New Directions in Cryptography.  -  IEEE Transactions on Information Theory, 22, no 6, p. 644-654 (1976).

  • (2) - GOLDWASSER (S.), MICALI (S.), RACKOFF (C.) -   The Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems.  -  Proc. of the 17th STOC, p. 291-304, ACM Press (1985).

  • (3) - FEIGE (U.), FIAT (A.), SHAMIR (A.) -   Zero- Knowledge Proofs of Identity.  -  Journal of Cryptology, 1, p. 77-95 (1988).

  • (4) - FIAT (A.), SHAMIR (A.) -   How to Prove Yourself : practical solutions of identification and signature problems.  -  Crypto ’86, LNCS, 263, p. 186- 194, Springer-Verlag (1987).

  • (5) - KAHN (D.) -   La Guerre des Codes Secrets : des hiéroglyphes à l’ordinateur.  -  Inter-Éditions (1980).

  • (6) - SINGH (S.) -   L’histoire des codes secrets.  -  ...

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