Concepts cryptographique de base
La cryptologie est d finie comme lart et la science de l criture secr te. La possibilit
dappliquer la cryptologie pour assurer la s curit des communications est vidente. La
cryptologie regroupe :
la cryptographie: technique de communication secr te de linformation, science relative la
s curit des messages;
la cryptanalyse : analyse des syst mes cryptographiques afin de trouver des faiblesses.
Nous allons voir dans la suite les fonctions cryptographiques, qui sont utilis es pour assurer la
s curit dun syst me, et les mod les de cryptanalyse possibles par les attaquants. La
cryptanalyse essaie de casser les syst mes existants, et recherche constamment sur de
nouveaux moyens pour attaquer les syst mes. La cryptanalyse contribue indirectement la
conception de nouveaux syst mes encore plus performants.
Fonctions cryptographiques et terminologie
Nous pr sentons ci-dessous quelques d finitions li es la cryptographique.
Fonctions cryptographiques et terminologie
Nous pr sentons ci-dessous quelques d finitions li es la cryptographie.
_ Espace de texte en clair ou message M, est un sous-ensemble de lensemble des cha nes
binaires {0,1}*. Par exemple chaque lettre de lalphabet fran ais peut tre assign e un
mot de cinq bits (codage binaire).
_ Espace de texte chiffr (ou cryptogramme) C, est galement un sous-ensemble de
{0,1}*.
_ Espace des cl s K est aussi un sous-ensemble de {0,1}*. Souvent K = {0,1}k o k est un
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param tre de s curit fixe repr sentant la cl .
_ Fonction (ou algorithme) de chiffrement E, permet de calculer C avec diff rentes
fonctions E, C=Ek (M).
_ Fonction (ou algorithme) de d chiffrement D, permet de retrouver le message en clair
partir du cryptogramme M = Dk(C).
_ Un crypto-syst me est un proc d pour transformer un texte clair en un texte chiffr et
inversement, il se compose de tous ce qui pr c de, c. .d. (M, C, K, E, D).
Chiffrement sym trique
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Chiffrement/d chiffrement sym trique avec une cl secr te
Cryptographie cl publique et ses composantes
Chiffrement cl publique et d chiffrement cl priv e
Il est important de noter quil ne suffit pas que la cl de chiffrement eB soit disponible au
public, il faut en plus quelle soit authentifi e (garantie) par un organisme reconnu. Ceci est
assur par lutilisation des certificats.
Chiffrement mixte
Avec le chiffrement cl publique, le probl me de la gestion et d change des cl s
sym triques dune fa on s curis e est r solu facilement. Alice g n re une cl sym trique
al atoire, elle le chiffre avec la cl publique de Bob et lenvoie Bob. M me si ce message
est intercept , il ne peut pas tre lu, car aucune personne part Bob ne poss de pas la bonne
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cl priv e pour d chiffrer ce message. Bob d chiffre la cl sym trique avec sa cl priv e.
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Maintenant les deux entit s ont convenu sur une m me cl secr te et peuvent commencer
l change des messages en toute s curit en utilisant le chiffrement sym trique.
Le chiffrement asym trique est au moins 100 fois plus lent que le chiffrement sym trique et il
n cessite des cl s plus longues (taille courante de lordre de 1024 bits). Il est principalement
utilis pour chiffrer des messages courts, comme par exemple la cl secr te dun algorithme
de chiffrement sym trique.
Par ailleurs, la mise en oeuvre du chiffrement asym trique permet galement de r aliser la
signature num rique de document. Par exemple, Alice produit un document lectronique et
souhaite-le signer num riquement pour le prot ger d tre modifi et prouver son authenticit .
Pour cela, Alice calcule le condens t du document et le chiffre par sa cl priv e dA. Ensuite
toute personne ayant acc s la cl publique dAlice eA peut ainsi v rifier la signature : en
d chiffrant avec eA le condens t, en calculant le condens t du document re u, et en
comparant les deux valeurs obtenues. Si les valeurs sont identiques, la signature est valid e,
c. .d. il est prouv que le document na pas t modifi depuis quil a t sign , et cest Alice
qui la sign .
Certificats num riques
Pour quAlice puisse v rifier que la cl publique eB, quelle a obtenue, appartient vraiment
Bob, on doit utiliser une infrastructure cl publique PKI (Public Key Infrastructure) et plus
pr cis ment le certificat num rique. Ce dernier permet dassocier une cl publique une
entit (une personne, une machine, ...) afin den assurer la validit . Le certificat est en quelque
sorte la carte didentit de la cl publique, d livr par un organisme appel autorit de
certification (souvent not e CA pour Certification Authority).
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Le certificat est un document sign par une autorit de confiance et contenant des
informations didentification de lentit (comme son non, son adresse e-mail, lemployeur,
etc.) group es avec la cl publique de cette entit . Ce certificat est d livr et sign
num riquement par un tiers de confiance (TTP) ind pendant appel lautorit de certification
(CA). Mais ceci suppose que le CA a d j v rifi (souvent physiquement) lidentit de lentit
en question. Rappelons que lentit peut tre une personne ou une organisation.
Un certificat est essentiellement un v hicule pour le transport de cl s publiques dune fa on
v rifiable comme les certificats standard X.509 qui contient aussi le nom de l metteur du
certificat (comme Verisign ou Thawte), des conditions de validit et dautres attributs
additionnels. Donc les certificats sont utilis s pour viter les probl mes dusurpation
d'identit . Il y a des certificats personnels, d livr s des personnes et souvent appel s
identifiants num riques et dautres d livr s des organisations, impl ment s dans le serveur
de lorganisation. Le certificat doit tre install dans lordinateur ou dans un quipement de
communication.
Algorithmes de chiffrement et de signature asym triques
Ces services n cessitent lutilisation dalgorithmes asym triques : de chiffrement et de
g n ration/v rification de la signature num rique.
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Les principaux algorithmes de chiffrement asym triques sont le RSA (Rivest Shamir
Adleman), El Gamal, et lECC (Elleptic Curve Cryptography). Le RSA est lalgorithme de
chiffrement asym trique le plus connu et le plus d ploy parmi les algorithmes asym triques.
La robustesse du RSA est bas e sur la difficult pratique de factoriser un grand nombre entier
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n (qui est le produit de deux grands nombres premiers p et q) dans un temps raisonnable. Il
utilise g n ralement des cl s de 1024 bits.
le RSA. Ce dernier algorithme est adapt pour
Les principaux algorithmes asym triques utilis s pour la g n ration et la v rification dune
signature num rique sont le DSA (Digital Signature Algorithm), lECDSA (Elleptic Curve
les usages
DSA) et
(chiffrement/d chiffrement, g n ration de la signature, change des cl s). Dans les
algorithmes DSA et ECDSA, un algorithme de chiffrement en plus sera n cessaire si on veut
s curiser les messages. Nous pr sentons le sch ma de principe dun crypto-syst me cl
publique qui assure la confidentialit et lauthenticit des messages (signer puis chiffrer).
tous
Crypto syst me cl publique assurant la confidentialit et lauthenticit des
Messages
Dans cette figure, Alice veut envoyer un message sign et chiffr Bob. Alice utilise sa cl
priv e dA pour signer le message, et la cl publique de Bob eB pour chiffrer le message sign .
Lorsque Bob re oit le message, il le d chiffre avec son cl priv e dB et v rifie la signature
dAlice par la cl publique eA dAlice. Dans le paragraphe suivant nous pr sentons le
processus de g n ration et de la v rification de la signature effectu par Alice et Bob.
Signatures num riques
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