Cryptographie symétrique

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 INTRODUCTION ET PRINCIPE
Les systèmes de cryptage à clé privée, appelés aussi
systèmes de cryptage symétrique ou cryptage
conventionnel, sont utilisés depuis plusieurs siècles
déjà. Cette partie de la cryptologie regroupe tous les
moyens mis en œuvre pour crypter ou coder des
données afin des les protéger du public et de les
maintenir privées. Ce principe s’est largement
démocratisé et n’importe qui aujourd’hui peut crypter ses
données, ses e-mails pour s’assurer ou au moins se
donner l’illusion de maintenir sa vie privée.
Un des concepts fondamentaux de la cryptographie
symétrique est la clé, qui est une information devant
permettre de chiffrer et de déchiffrer un message et sur
laquelle peut reposer toute la sécurité de la
communication
Un expéditeur et un destinataire souhaitant
communiquer de manière sécurisée à l'aide du cryptage
conventionnel doivent convenir d'une clé et ne pas la
divulguer. Dans la majorité des systèmes de cryptage
symétrique la clé de chiffrement et la clé de
déchiffrement sont identiques.
La cryptographie à clé symétrique peut se modéliser à
l'aide des deux équations suivantes:
C=E(k,M)

M=D(k,C)
M : MESSAGE
K : La clé secrète
E ET D : fonction de chiffrement et de déchiffrement du
message
A travers ce schéma , on comprend mieux le principe :
On utilise souvent l’analogie du coffre-fort pour
caractériser les systèmes cryptographiques à clé
secrète, seul celui qui possède la clé peut ouvrir le
coffre.
Ce type de cryptage fonctionne suivant deux procédés
différents : le cryptage par blocs et le cryptage par

« Stream » (en continu). En pratique, on utilise
principalement des chiffrements en continu lorsque la
vitesse de traitement est essentielle (téléphonie, liaison
entre unité centrale et périphériques) ; lorsque la
sécurité domine, on emploie plutôt des systèmes par
blocs.
De manière plus détaillée, voici comment se déroule le
processus :
 CHIFFREMENT
Le chiffrement par bloc (en anglais block cipher) est une
des deux grandes catégories de chiffrements modernes
en cryptographie symétrique, l'autre étant le chiffrement
par flot. La principale différence vient du découpage des
données en blocs de taille généralement fixe (souvent
une puissance de deux comprise entre 32 et 512 bits).
Les blocs sont ensuite chiffrés les uns après les autres.
Il est possible de transformer un chiffrement de bloc en
un chiffrement par flot en utilisant un mode d’opération
comme ECB (chaque bloc chiffré indépendamment des

autres) ou CFB (on chaîne le chiffrement en effectuant
un xor (appelé aussi « ou exclusif ») entre les résultats
successifs).
 Le mode ECB est le mode le plus simple ; le
message M est découpé en blocs m(i) de taille
fixe et chaque bloc est crypté séparément par :
c(i)= Ek [ m(i) ]
ainsi chaque bloc de message donné sera toujours
codé de la même manière .Ce mode de chiffrement
ne présente donc aucune sécurité et n ' est jamais
utilisé .
 Le mode CBF utilise la fonction XOR pour le
décalage des bits après le cryptage:
c.i) = m(i) XOR Ek[ c(i-1) ]
Ce mode est utilisé dans le cryptage des réseaux en
général. L ' intérêt est que le déchiffrement ne
nécessite pas les fonctions inverses.
Concernant le chiffrement par blocs, chaque message M
de n bits est découpé en s blocs de r= n/s bits (on ajuste
la taille du message en ajoutant des caractères sans
signification afin que sa taille soit un multiple de r ).Un
algorithme de chiffrement par blocs opère sur des blocs
de r bits pour produire en général un bloc de r bits afin
d' assure la bijectivité du code.
Une liste non-exhaustive de chiffrements par bloc :
 DES, l'ancêtre conçu dans les années 70, a été
passablement étudié

 AES, le remplaçant de DES (voir ci-dessous)
 Blowfish et Twofish, des alternatives à AES (voir ci-
dessous)
Il y en a encore bien d'autres qui sont adaptés à des
besoins particuliers. Certains consomment plus de
mémoire ou sont plus gourmands en puissance de
calcul. Un chiffrement par bloc peut également être
utilisé comme une fonction de hachage, c'est-à-dire une
fonction à sens unique. Une variante de DES est
employée pour le système de mots de passe dans Unix.
Une chaîne contenant uniquement des zéros est chiffrée
avec une clé correspondant au mot de passe (une
composante aléatoire appelée "sel" est encore intégrée
à l'algorithme). Ce chiffrement est itératif et se fait 25
fois avant d'obtenir le résultat final.
Un chiffrement peut être dit inconditionnellement sûr ou
parfait dans le cas ou la connaissance du message
chiffré n’apporte aucune information sur le message
clair. Ainsi, la seule attaque possible sera la recherche
de la clé secrète K. A l’heure actuelle, le seul
chiffrement prouvé inconditionnellement sûr est celui de
VERNAM qui utilise une clé K aussi longue que le texte
clair, sous réserve que la clé secrète soit totalement
aléatoire et utilisée qu' une seule fois .
 AUTHENTIFICATION
Les protagonistes d’une communication doivent pouvoir
détecter une usurpation d’identité. Par exemple Alice
peut s’identifier à Bob en prouvant qu’elle connaît un
secret S qu’elle est la seule à pouvoir connaître.