chapitre 1 crypto

1. CH1-CRYPTOGRAPHIE
Tarek Hdiji
Ministère de l’Enseignement Supérieur
*** * ***
Institut Supérieure de Gestion. ISG
Sécurité des Systèmes
d’information

2. Plan
• Besoins de sécurité
• Crypto-Systèmes Symétrique
• Crypto-Systèmes Asymétrique
• Fonctions de Hashage
• Signature Électronique
• Nouvelles Tendances en Cryptographie
• Cryptanalyse
• Conclusion

3. Confidentialité des Données
• Concept permettant de s’assurer que
l’information ne peut être lue que par les
personnes autorisées
• Solution dans le monde réel :
▫ Utilisation d’enveloppes scellées
▫ Verrouillage avec clés
▫ Mesures de Sécurité physique
▫ Utilisation de l’encre invisible
▫ etc

4. Authentification
• Concept permettant de s’assurer que l’identité de
l’interlocuteur et bien celle qu’il prétend
• Techniques traditionnelles :
▫ Some Thing you Know : mot de passe
▫ Some Thing you Have : carte à puce
▫ Some Thing you Are : empreinte digitale

5. Non-Répudiation
• Ensemble de moyens et techniques permettant
de prouver la participation d’une entité dans un
échange de données
• Technique traditionnelle : la signature légalisée

6. Intégrité des Données
• Ensemble de moyens et techniques permettant
de restreindre la modification des données aux
personnes autorisées

7. Problèmes de Sécurité sur Internet
• Problèmes dus à des failles notamment dans les
protocoles de communication
▫ Toute information circulant sur Internet peut être
capturée et enregistrée et/ou modifiée
Problème de confidentialité et d’intégrité
▫ Toute personne peut falsifier son adresse IP (spoofing)
ce qui engendre une fausse identification
Problème d’authentification
▫ Aucune preuve n’est fournie par Internet quant à la
participation dans un échange électronique
Problème d’absence de traçabilité

8. Cryptographie
• Science mathématique
permettant d’effectuer des
opérations sur un texte
intelligible afin d’assurer
une ou plusieurs propriétés
de la sécurité de
l’information
Confidentialité
Non-Répudiation
Intégrité
Authentification

9. Cryptographie : Terminologie
• Cryptanalyse : la Science permettant d’étudier
les systèmes cryptographiques en vue de les
tester ou de les casser
• Cryptologie : la science qui regroupe la
cryptographie et la cryptanalyse

10. Crypto-Systèmes
• Les crypto-systèmes symétriques
• Les crypto-systèmes asymétriques
• Les fonctions de hashage

11. Cryptographie Symétrique : Principes
• Les deux parties communicantes utilisent un
algorithme symétrique et une même clé pour
crypter et décrypter les données
• Une clé symétrique appelée aussi clé de session
est une séquence binaire aléatoire dont la
longueur dépend de l’algorithme
• Un algorithme est une séquence de
transformations sur les données et la clé

12. Cryptographie Symétrique : Principes
Cryptage Internet Décryptage
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
☺☼♀☻
♠♣▼╫◊
♫◙◘€£
¥₪Ω‫٭‬
Texte clair
Clé
01010000111
Clé
01010000111
Source Destinataire
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
Texte clair
Texte crypté

13. Cryptographie Symétrique : Modes
Opérationnels
• Cryptage par flux
▫ Opère sur un flux continu de données
▫ Mode adapté pour la communication en temps
réel
▫ Implémenté en général sur des supports
hardwares
• Cryptage par bloc
▫ Opère sur des blocs de données de taille fixe
▫ Implémentation logicielle en générale

14. Cryptographie Symétrique : Opérations
de Base
• Substitution
• Transposition
• Opérations algébriques simples

15. Cryptographie Symétrique : Exemples
• DES : Data Encryption Standard
• Développé par IBM
• Standard depuis 1977
• Utilise des clé de taille 56 bits
• DES n’offre plus un niveau de sécurité
acceptable
• 3DES a remplacé DES mais il est extrêmement
lourd

16. Cryptographie Symétrique : Exemples
• AES : Advanced Encryption Standard
(Rijndael)
• Développé par Vincent Rijmen et Joan Daemen
• Standard cryptographique depuis 2000
• Sélectionné parmi une vingtaine d’algorithmes
qui ont participés à un concours lancé par NIST
• Utilise des clés de tailles 128, 192 et 256 bits

17. Cryptographie Symétrique : Avantages
et Inconvénients
+Assure la confidentialité des données
- Souffre d’un problème de distribution de clés
- Problème de Gestion des clés

18. Cryptographie Asymétrique : Principes
• Chaque personne dispose d’une paire de clé :
▫ Clé privée : connue uniquement par son
propriétaire
▫ Clé publique : publiée dans des annuaires
publiques
• Si on crypte avec l’une de ces clés le décryptage
se fait uniquement avec l’autre

19. Cryptographie Asymétrique :
Problèmes mathématiques (1)
• Les algorithmes asymétriques sont des fonctions
mathématiques basées sur des problèmes
mathématiques très compliqués
• Ces fonctions sont appelées one way trap door
functions
• La résolution de ces problèmes est pratiquement
impossible sans connaître un paramètre (l’une
des clés)

20. Cryptographie Asymétrique :
Problèmes mathématiques (2)
• La factorisation des grands nombres
▫ Trouver les facteurs premiers pour un nombre
donné (n=p·q)
▫ Opération qui consomme beaucoup de temps
• Logarithme discret
▫ Étant donnés deux nombres a et b inférieurs à un
nombre premier n, trouver le nombre x tel que a
≡bx[n]
▫ Certains problèmes de logarithmes discrets n’ont
pas des solutions

21. Cryptographie Asymétrique
Premier Mode (1)
Cryptage Internet Décryptage
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
☺☼♀☻
♠♣▼╫◊
♫◙◘€£
¥₪Ω‫٭‬
Texte clair
Clé publique
du récepteur
Clé privée
du récepteur
Source Destinataire
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
Texte clair
Texte crypté

22. Cryptographie Asymétrique
Premier Mode (2)
• Ce mode assure la
confidentialité des données
Confidentialité

23. Cryptographie Asymétrique
Deuxième Mode (1)
Cryptage Internet Décryptage
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
☺☼♀☻
♠♣▼╫◊
♫◙◘€£
¥₪Ω‫٭‬
Texte clair
Clé privée
de l’émetteur
Clé publique
de l’émetteur
Emetteur Récepteur
Voici le
numéro
de ma
carte de
crédit
111111,
Texte clair
Texte crypté

24. Cryptographie Asymétrique
Deuxième Mode (2)
• Ce mode assure l’authenticité
de l’émetteur ainsi que la non-
répudiation
Non-Répudiation
Authentification

25. Cryptographie Asymétrique : Exemples
• RSA (Ron Rivest, Adi Shamir et
leonard Adelman) : algorithme utilisé
pour le cryptage et la signature
électronique
• Diffie-Hellman : algorithme utilisé
pour l’échange et la distribution des
clés symétriques

26. Cryptographie Asymétrique : Avantages
et Inconvénients
+Assure l’authentification et la non-répudiation
+N’est pas limité par la distribution des clés
- Système très lent

27. Fonctions de Hashage : Propriétés
Mathématiques
• Fonctions à sens unique : pour un entier x, il est
simple de calculer H(x), mais étant donner H(x),
il est pratiquement impossible de déterminer x

28. Fonctions de Hashage : Propriétés
Mathématiques
• La fonction de hashage permet d’extraire une
empreinte qui caractérise les données
• Une empreinte a toujours une taille fixe
indépendamment de la taille des données
• Il est pratiquement impossible de trouver deux
données ayant la même empreinte

29. Fonctions de Hashage : Principes
Hashage
Internet
Hashage
Texte clair Texte clair
=?
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
Empreinte
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
= Le texte reçu est intègre
1)
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
≠ Le texte reçu est altéré
2)

30. Fonctions de Hashage : Exemples
• MD5 : Message Digest 5
▫ Développé par
▫ Génère une empreinte de taille 128 bits
• SHA-1 : Secure Hash algorithm
▫ Développé par
▫ Génère une empreinte de taille 160 bits

31. Fonctions de Hashage : Avantages
Introduction à la Cryptographie
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Introduction à la cryptographie

32. Application de la Cryptographie :
Signature Électronique
• C’est un processus
similaire à, voir plus
puissant que la signature
manuscrite
• C’est un processus qui
engage la signataire vis-à-
vis de la réglementation
(loi 83 de Août 2000 et
les textes d’applications y
afférents)
Non-Répudiation
Intégrité
Authentification

33. Signature Électronique : Création
Hashage
Texte clair
Empreinte
Cryptage
Clé privée
du signataire
Processus de Création de la Signature
Électronique
Signature
Électronique

34. Signature Électronique : Vérification
Décryptage
Hashage
Texte clair
=?
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
= La signature reçue est correcte
1)
Empreinte
reçue
Empreinte
recalculée
≠ La signature reçue est incorrecte
2)
Signature
Electronique
Clé publique
de l’émetteur

35. 3 Modèles Cryptographies
1. Intégrité uniquement :
Texte clair + Valeur de Hash
2- Intégrité + Confidentialité :
Texte Crypté + Valeur de Hash
3- Intégrité + Confidentialité + Authenfication:
Texte Crypté + Valeur de Hash Crypté = Signature électronique

36. Signature Électronique VS Signature
Manuscrite
• Les deux signatures assurent l’authentification
du signataire ainsi que la non-répudiation
• La signature électronique, seule, assure
l’intégrité des données

37. Nouvelles Tendances en Cryptographie
Cryptographie elliptique et hyper-elliptique
• Re-écriture de certains algorithmes à clé
publique dans des structures algébriques
spécifiques
• Niveau de sécurité élevé avec des clés de tailles
faibles
• Intégration dans les plateformes à faibles
ressources (smart card, javacard, GSM, etc)

38. Nouvelles Tendances en Cryptographie
Cryptographie quantique
• Cette technologie est basée sur l’incertitude
naturelle dans le domaine quantique
• Les règles de physique sécurisent ces systèmes
contre les attaques
• Les données sont représentées sous forme de
chaînes de photons
• La clé de cryptage et de décryptage est
représentée par la polarisation de l’émetteur et
du capteur

39. La Cryptanalyse
• C’est la science qui permet le recouvrement des
données sans connaître la clé de cryptage
• L’objectif est de casser les crypto-systèmes dans
un temps inférieur à celui nécessaire pour une
attaque brute force

40. La Cryptanalyse
• Quatre techniques principales de cryptanalyse :
1. Ciphertext-only attack
2. Known-plaintext attack
3. Chosen-plaintext attack
4. Adaptative-plaintext attack

41. Conclusion
• La cryptographie permet de satisfaire les besoins
en sécurité
• Le crypto-système symétrique souffre d’un
problème de distribution de clés, pour cela son
utilisation doit être combinée avec le crypto-
système asymétrique

42. Conclusion
• Les crypto-systèmes asymétriques souffrent d’une
vulnérabilité dite : Man In The Middle Attack
• Solution : Certificats électroniques
ESEC
EH
EH