Cryptographie

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La machine de Lorenz utilisée par les Allemands durant la Seconde Guerre mondiale pour chiffrer les communications militaires de haut niveau

La cryptographie est une des disciplines de la cryptologie s'attachant à protéger des messages (assurant confidentialité, authenticité et intégrité) en s'aidant souvent de secrets ou clés.

Elle est utilisée depuis l'Antiquité, mais certaines de ses méthodes les plus importantes, comme la cryptographie asymétrique, n'ont que quelques dizaines d'années d'existence.

[modifier] Vocabulaire

À cause de l'utilisation d'anglicismes puis de la création des chaînes de télévision dites « cryptées », une grande confusion règne concernant les différents termes de la cryptographie :

chiffrement : transformation à l'aide d'une clé de chiffrement d'un message en clair en un message incompréhensible si on ne dispose pas d'une clé de déchiffrement (en anglais encryption) ;
chiffre : anciennement code secret, par extension l'algorithme utilisé pour le chiffrement ;
cryptogramme : message chiffré ;
décrypter : retrouver le message clair correspondant à un message chiffré sans posséder la clé de déchiffrement (terme que ne possèdent pas les anglophones, qui eux « cassent » des codes secrets) ^[1];
cryptographie : étymologiquement « écriture secrète », devenue par extension l'étude de cet art (donc aujourd'hui la science visant à créer des cryptogrammes, c'est-à-dire à chiffrer) ;
cryptanalyse : science analysant les cryptogrammes en vue de les décrypter ;
cryptologie : science regroupant la cryptographie et la cryptanalyse.

Il apparaît donc que mis au regard du couple chiffrer/déchiffrer et du sens du mot « décrypter », le terme « crypter » n'a pas de raison d'être (l'Académie française précise que le mot est à bannir et celui-ci ne figure pas dans son dictionnaire), en tout cas pas dans le sens où on le trouve en général utilisé.

[modifier] Algorithmes et protocoles

[modifier] Algorithmes de chiffrement faibles (facilement cassables)

Les premiers algorithmes utilisés pour le chiffrement d'une information étaient assez rudimentaires dans leur ensemble. Ils consistaient notamment au remplacement de caractères par d'autres. La confidentialité de l'algorithme de chiffrement était donc la pierre angulaire de ce système pour éviter un décryptage rapide.

Exemples d'algorithmes de chiffrement faibles :

ROT13 (rotation de 13 caractères, sans clé) ;
Chiffre de César (décalage de trois lettres dans l'alphabet).

[modifier] Algorithmes de cryptographie symétrique (à clé secrète)

Article détaillé : Cryptographie symétrique.

Les algorithmes de chiffrement symétrique se fondent sur une même clé pour chiffrer et déchiffrer un message. Le problème de cette technique est que la clé, qui doit rester totalement confidentielle, doit être transmise au correspondant de façon sûre. En outre lorsqu'un grand nombre de personnes désirent communiquer ensemble, le nombre de clés augmente de façon importante (une pour chaque couple de communicants). Ceci pose des problèmes de gestions des clés.

Quelques algorithmes de chiffrement symétrique très utilisés :

Chiffre de Vernam (le seul offrant une sécurité théorique absolue, à condition que la clé ait au moins la même longueur que le message, qu'elle ne soit utilisée qu'une seule fois à chiffrer et qu'elle soit totalement aléatoire)
DES
3DES
AES
RC4
RC5
MISTY1
et d'autres (voir la liste plus exhaustive d'algorithmes de cryptographie symétrique).

[modifier] Algorithmes de cryptographie asymétrique (à clé publique et privée)

Article détaillé : Cryptographie asymétrique.

Pour résoudre en partie le problème de la gestion des clés, la cryptographie asymétrique a été mise au point dans les années 1970. Elle se base sur le principe de deux clés :

une publique, permettant le chiffrement ;
une privée, permettant le déchiffrement.

Comme son nom l'indique, la clé publique est mise à la disposition de quiconque désire chiffrer un message. Ce dernier ne pourra être déchiffré qu'avec la clé privé, qui doit être confidentielle.

Quelques algorithmes de cryptographie asymétrique très utilisés :

RSA ;
DSA ;
Protocole d'échange de clés Diffie-Hellman ;
et d'autres ; voir cette liste plus complète d'algorithmes de cryptographie asymétrique.

[modifier] Fonctions de hachage

Article détaillé : Fonction de hachage.

Une fonction de hachage est une fonction qui convertit un grand ensemble en un plus petit ensemble, l'empreinte. Il est impossible de la déchiffrer pour revenir à l'ensemble d'origine, ce n'est donc pas une technique de chiffrement.

Quelques fonctions de hachage très utilisées :

MD5 ;
SHA-1 ;
et d'autres ; voir cette liste plus complète d'algorithmes de hachage.

[modifier] Communauté

Projet NESSIE
Concours AES
les cryptologues sont des experts en cryptologie, ils conçoivent, analysent et cassent les algorithmes ; voir cette liste de cryptologues

[modifier] Notes

↑ Ainsi si vous faites des efforts pour arriver à lire ce qu'a écrit votre médecin, vous déchiffrez son écriture (vous connaissez le chiffre puisque le message est rédigé en français) ; en revanche, si vous vous attaquez à la lecture de tablettes sumériennes dont la signification de l'écriture s'est à jamais perdue, vous décryptez un message, il vous faut auparavant casser le chiffre.

[modifier] Références

Histoire des codes secrets, de S. Singh, éd. LGF, septembre 2001, ISBN 2253150975.
La science du secret, de Jacques Stern, éd. Odile Jacob, 1998. (Non mathématique).
Cours de cryptographie, G. Zémor, éd. Cassini, 2000.
« L'art du secret », Pour la science, dossier hors-série, juillet-octobre 2002.
Cryptographie, théorie et pratique, Douglas Stinson, 2^e éd., Vuibert 2003. (Présentation claire des mathématiques de la cryptographie).
Handbook of Applied Cryptography, A.J. Menezes, éd. P.C. van Oorschot et S.A. Vanstone - CRC Press, 1996. Disponible en ligne : [1]
Serveur thématique sur la sécurité des systèmes d'information : site officiel sur la question de la sécurité informatique. Présentation de la cryptographie, des signatures numériques, de la législation française sur le sujet, etc.
TPE de Terminale S sur la cryptographie
Un autre TPE sur la cryptographie
Cryptographie appliquée, de Bruce Schneier, éd. Vuibert, janvier 2001, ISBN 2711786765.
Sécurité de l'information et des systèmes : Cryptographie : En pratique, de Niels Ferguson et Bruce Schneier, éd. Vuibert, août 2004, ISBN 2711748200.
Cryptographie, principes et mises en œuvre, de P. Barthélemy, R. Rolland, P. Véron - Hermes Lavoisier, 2005, ISBN 2-7462-1150-5.

[modifier] Liens internes

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur la cryptographie.

[modifier] Liens externes

(fr) La Cryptogr@phie expliquée!, démonstrations avec des applets Java.
(fr) ACrypTA, cours, exercices, textes, liens concernant la cryptographie.
(fr) Cryptographie, ressources, algorithmes, des ressources sur les algorithmes cryptographiques de dernière génération et sur la cryptographie classique.
(fr) Ars Cryptographica, initiation à la cryptographie.
(fr) Théorie des nombres et Cryptographie. [pdf]
(fr) Cryptographie : les mathématiques au service de la protection de l'information, exposé vidéo d'Anne Canteaut sur le site Interstices.
(en) Handbook of Applied Cryptography, une référence de plus de 800 pages dont l'édition de 1996 peut être téléchargée gratuitement