Cryptographie : chiffrement, signature et certificats

Informatique de gestion · Bachelor 3

Chiffrement symétrique et asymétrique, hachage, signature numérique et certificats PKI.

Introduction

La cryptographie fournit les outils qui garantissent la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des échanges. Le chiffrement symétrique (AES, par exemple) utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer : il est rapide, mais pose le problème de la distribution sécurisée de la clé. Le chiffrement asymétrique repose sur une paire de clés, l'une publique, l'autre privée : ce que l'une chiffre, seule l'autre le déchiffre.

Les deux familles se combinent en pratique. Lors d'une connexion TLS (le cadenas du navigateur), on utilise la cryptographie asymétrique pour s'authentifier et convenir d'une clé de session, puis la cryptographie symétrique pour chiffrer le flux. Une fonction de hachage produit une empreinte de taille fixe d'un document ; la moindre modification change l'empreinte. Une signature numérique est une empreinte chiffrée avec la clé privée de l'auteur : tout détenteur de la clé publique peut vérifier l'origine et l'intégrité.

Reste à savoir à qui appartient une clé publique. Un certificat numérique (norme X.509) lie une identité à une clé publique et est signé par une autorité de certification. L'ensemble forme une infrastructure à clé publique (PKI). En Suisse, le droit reconnaît la signature électronique qualifiée, fondée sur un certificat délivré par un prestataire reconnu, comme l'équivalent de la signature manuscrite dans les conditions prévues par le Code des obligations.

Objectifs d'apprentissage

Distinguer chiffrement symétrique et asymétrique et leurs usages
Expliquer le rôle d'une fonction de hachage
Décrire la création et la vérification d'une signature numérique
Expliquer le rôle des certificats et des autorités de certification
Décrire en termes simples l'établissement d'une connexion TLS

Concepts clés

Chiffrement symétrique: Une seule clé secrète partagée ; rapide, adapté aux gros volumes de données.
Chiffrement asymétrique: Paire de clés publique et privée ; résout la distribution des clés mais est plus lent.
Hachage: Empreinte de longueur fixe, à sens unique et sensible à la moindre modification ; sert à l'intégrité et au stockage des mots de passe (avec sel).
Signature numérique: Empreinte du document chiffrée avec la clé privée ; vérifiée avec la clé publique, elle prouve l'origine et l'intégrité.
Certificat et PKI: Un certificat lie une identité à une clé publique, attesté par une autorité de certification de confiance.

Conclusion

La cryptographie ne se résume pas à des algorithmes : sa sécurité dépend de la gestion des clés, de la confiance dans les certificats et de la mise à jour des protocoles. Des choix inadaptés (algorithmes obsolètes, clés mal protégées) annulent l'effet des meilleurs outils.

Pour l'informaticien de gestion, l'essentiel est de savoir quel mécanisme répond à quel besoin (confidentialité, intégrité, authenticité) et de les assembler correctement.

Cartes

Quelle est la différence essentielle entre chiffrement symétrique et asymétrique ?: Le symétrique utilise une seule clé secrète ; l'asymétrique utilise une paire clé publique et clé privée.
Pourquoi combiner les deux types de chiffrement ?: L'asymétrique sert à échanger la clé en sécurité, le symétrique chiffre ensuite les données rapidement.
Qu'est-ce que l'AES ?: Un algorithme de chiffrement symétrique par blocs, très répandu, avec des clés de 128, 192 ou 256 bits.
Qu'est-ce qu'une fonction de hachage ?: Une fonction qui calcule une empreinte de taille fixe à partir de données ; elle est à sens unique.
Pourquoi saler un mot de passe haché ?: Pour que deux mots de passe identiques n'aient pas la même empreinte et pour contrer les tables précalculées.
Comment signe-t-on un document ?: On calcule son empreinte puis on la chiffre avec la clé privée du signataire.
Comment vérifie-t-on une signature ?: On déchiffre la signature avec la clé publique et on compare avec l'empreinte recalculée du document.
À quoi sert un certificat numérique ?: À associer une identité à une clé publique, avec la garantie d'une autorité de certification.
Que garantit TLS ?: Confidentialité, intégrité et authentification du serveur (et parfois du client) pendant l'échange.
Que se passe-t-il si une clé privée est compromise ?: Les signatures et déchiffrements ne sont plus fiables ; le certificat doit être révoqué et la clé remplacée.
Que dit le droit suisse de la signature électronique qualifiée ?: Elle est assimilée à la signature manuscrite lorsqu'elle repose sur un certificat qualifié délivré par un prestataire reconnu.

Glossaire

Clé publique: Clé qui peut être diffusée librement et sert à chiffrer ou à vérifier une signature.
Clé privée: Clé gardée secrète par son propriétaire, utilisée pour déchiffrer ou signer.
Empreinte (hash): Résultat d'une fonction de hachage appliquée à des données.
Autorité de certification: Organisation de confiance qui délivre et signe des certificats.
TLS: Protocole de sécurisation des échanges sur Internet.
Non-répudiation: Impossibilité pour un signataire de nier plus tard avoir signé.