Présentation de la cryptographie

La cryptographie est la science du secret. Les deux principaux types de cryptographie sont la cryptographie à clé secrète et la cryptographie à clé publique. Ces cryptosystèmes sont utilisés sur Internet, pour les cartes bancaires, la télévision cryptée...

Définition de la cryptographie

La cryptographie est la "science des écritures secrètes", du grec "Kruptos" pour "caché, couvert, secret" et "graphein" pour écrire. La cryptographie concerne l'étude et la conception de chiffrement des informations (cryptage). Elle concerne l 'ensemble des techniques utilisées pour protéger une communication au moyen d'un code graphique (secret).

Le chiffrement correspond à une opération de substitution et/ou de transposition de l'information. La substitution consiste par exemple au remplacement d'une lettre ou symbole par une autre lettre ou symbole. La transposition revient à changer l'ordre des lettres.

Ce chiffrement repose sur des conventions : les "clés cryptographiques". Un système de cryptographie est basé sur un algorithme de codage appelé méthode et sur une ou plusieurs clés de sécurité.

Il existe diverses méthodes et clés cryptographiques. Il faut distinguer les méthodes et les clés cryptographiques. La méthode cryptographique est le modèle de conception d'un système cryptographique. La clé est une combinaison d'éléments (lettres ou symboles) qui vont permettre le déchiffrage du message, c'est une combinaison unique.

La cryptographie à clé secrète ou symétrique

La cryptographie à clé secrète est dite symétrique. Dans ce type de cryptographie la clé n'est connue que de l'émetteur et du récepteur du message (en revanche la méthode peut être connue par d'autres personnes). C'est la clé secrète qui permet le déchiffrement.

Cette méthode n'est pas adaptée à une large diffusion du message entre des personnes qui ne se connaissent pas. L'émetteur et le récepteur du message doivent avoir connaissance de la clé secrète à utiliser. Dans le cas des réseaux informatiques ouverts (comme Internet) il y a des variations que les systèmes à clé secrète ne permettent pas de gérer comme l'accroissement du nombre d'utilisateurs.

Un des systèmes à clé secrète les plus connus est le DES (Data Encryption Standard). Ce système correspond à un chiffrement par bloc, il prend un certain nombre de lettres (bits) et les chiffre toutes en même temps.

Il s'appuie sur le principe de confusion et de diffusion des données énoncé par le mathématicien Claude Shannon. Le successeur du DES est l'AES (Advanced Encryption Standard).

La cryptographie à clé publique ou asymétrique

La cryptographie à clé publique repose sur deux clés distinctes : une clé publique pour le cryptage (clé connue par d'autres personnes que le récepteur) et une clé secrète pour le décryptage. Dans ce système tout le monde peut écrire en utilisant la clé publique mais seul le destinataire pourra lire le message avec sa clé privée.

La clé publique est dérivée de la clé secrète. Dans un système de cryptographie asymétrique la clé secrète et la clé publique possèdent une structure mathématique bien définie, elles correspondent à des fonctions mathématiques.

En générale, la clé publique correspond à une fonction simple dont il est difficile de trouver l'inverse. L'inverse de cette fonction est ainsi la clé secrète.

Le système de cryptographie le pus utilisé est le système à clé publique RSA (qui a reçu le nom de ses concepteurs : Ronald Rivest, Adi Shamir et Leonard Adleman). Il est fondé sur la théorie des nombres, chaque opération de chiffrement correspond à un calcul modulaire.

Le résultat de chaque opération de chiffrement est remplacé par le modulo de sa division par n. n est un entier qui est le produit de grands nombres premiers p et q. La fiabilité du système RSA provient de la difficulté à retrouver p et q à partir de n.

Des alternatives au système RSA ont été trouvée mais qui reposaient également sur un calcul modulaire.

Applications de la cryptographie

La cryptographie n'est pas seulement employée pour sécuriser des messages. Elle peut également servir à authentifier les acteurs d'une communication.

La cryptographie est utilisée :

• Sur Internet : normes de sécurité pour le courrier électronique, les sessions de communication Web (SSL, Secure Socket Layer), pour le protocole IP (IPSec)
• Pour les cartes bancaires
• Pour la télévision cryptée
• Pour le tatouage des images numériques : c'est une sorte de signature électronique qui différencie l'original de la copie. L'idée de tatouage vient du fait que l'on cache dans le document d'origine une information qui lui est propre sous la forme d'une marque que l'on ne peut enlever sans altérer de façon importante ce document (l'exploitation du document est par la suite très compromise).

Malgré ces nombreuses applications, il reste encore de multiples défis à relever pour la cryptographie : comment sécuriser les enchères en ligne, le vote électronique, la sécurisation des données médicales...

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