Cryptage symétrique vs asymétrique avec Cryptology

Cryptage symétrique vs asymétrique avec Cryptology
La protection des données cryptographiques est un domaine important qui devient de plus en plus pertinent. Le développement rapide de la technologie blockchain basée sur la cryptographie a encore élargi le champ d'application du chiffrement. Cependant, certaines personnes se demandent encore si le cryptage symétrique ou asymétrique est meilleur. Cet article vous expliquera ce qu'est le chiffrement symétrique et asymétrique, analysera leurs caractéristiques et examinera leurs différences, leurs forces et leurs faiblesses.


Qu'est-ce que la cryptographie à clé symétrique et asymétrique ?

Le chiffrement, ou cryptographie, est une transformation réversible de l'information visant à la dissimuler aux personnes non autorisées tout en permettant l'accès aux utilisateurs autorisés. Le chiffrement fournit 3 composants de sécurité des informations:
  1. Confidentialité. Le cryptage dissimule les informations aux utilisateurs non autorisés pendant la transmission ou le stockage.
  2. Intégrité. Le cryptage est utilisé pour empêcher la modification des informations lors de leur transmission ou de leur stockage.
  3. Identifiabilité. Le cryptage permet d'authentifier la source des informations et d'empêcher l'expéditeur des informations de nier qu'il était, en fait, l'expéditeur des données.
Le chiffrement utilise des algorithmes mathématiques et des clés. Un algorithme est un ensemble d'opérations mathématiques nécessaires pour effectuer un processus de chiffrement spécifique, tandis que les clés sont des chaînes de texte et de chiffres utilisées pour chiffrer et déchiffrer les données.

Il existe deux principaux types de chiffrement - symétrique et asymétrique - qui se distinguent par le type de clés utilisées pour le chiffrement et le déchiffrement.


Qu'est-ce que le chiffrement symétrique ?

Le cryptage symétrique est la plus ancienne méthode de cryptage connue de l'humanité. Pendant presque toute l'histoire de la cryptographie, qui remonte à environ 4 000 ans, c'était la seule méthode de cryptage des informations.


Cryptage symétrique défini

Le chiffrement symétrique, également appelé chiffrement à clé privée, se produit lorsque les données sont chiffrées et déchiffrées par l'expéditeur et le destinataire à l'aide de la même clé secrète. Cela signifie que la clé doit être transmise de manière sécurisée afin que seul le destinataire puisse y accéder.


Comment fonctionne le chiffrement symétrique ?

Voici comment fonctionne le processus de protection des informations par chiffrement symétrique:
  1. L'expéditeur (ou le destinataire) choisit un algorithme de chiffrement, génère une clé, informe le destinataire (ou l'expéditeur, selon le cas) de l'algorithme sélectionné et envoie la clé via un canal de communication sécurisé.
  2. L'expéditeur crypte le message à l'aide de la clé et envoie le message crypté au destinataire.
  3. Le destinataire reçoit le message chiffré et le déchiffre à l'aide de la même clé.
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Types de cryptographie à clé symétrique

Il existe deux principaux types de chiffrements symétriques: les blocs et les flux.

Dans le chiffrement par blocs, les informations sont divisées en blocs de longueur fixe (par exemple, 64 ou 128 bits). Ces blocs sont ensuite chiffrés un par un. La clé est appliquée à chaque bloc dans un ordre prescrit. Cela implique généralement plusieurs cycles de mélange et de substitution. Le chiffrement par bloc est un composant important de nombreux protocoles cryptographiques et est largement utilisé pour protéger les données transmises sur un réseau.

Chaque caractère d'origine est converti en un caractère chiffré dans un chiffrement de flux, en fonction de la clé utilisée et de son emplacement dans le texte d'origine. Les chiffrements de flux ont une vitesse de chiffrement plus élevée que les chiffrements de blocs, mais ils ont également tendance à avoir plus de vulnérabilités.


Algorithmes de cryptographie à clé symétrique

Il existe de nombreux chiffrements symétriques. Voici quelques-uns des exemples les plus célèbres.

Chiffrements en bloc:
  • DES (Data Encryption Standard) est un algorithme de chiffrement développé par IBM et approuvé par le gouvernement américain en 1977 comme norme officielle. La taille de bloc pour DES est de 64 bits. Actuellement considéré comme obsolète et inutilisé.
  • 3DES (Triple DES) a été créé en 1978 sur la base de l'algorithme DES pour éliminer le principal inconvénient de ce dernier : la petite longueur de clé (56 bits), qui peut être craquée par la force brute. La vitesse de 3DES est trois fois plus lente que celle de DES, mais la sécurité cryptographique est beaucoup plus élevée. L'algorithme 3DES est basé sur DES, il est donc possible d'utiliser des programmes créés pour DES pour l'implémenter. Il est toujours utilisé, notamment par l'industrie du paiement électronique, mais est progressivement remplacé par des algorithmes plus récents.
  • AES (norme de chiffrement avancé). Cet algorithme de chiffrement avec une taille de bloc de 128 bits et une clé de 128/192/256 bits a été développé en 2001 en remplacement du DES. Il est actuellement considéré comme l'un des chiffrements symétriques les plus efficaces et les plus sûrs et est donc largement utilisé.
  • IDEA (International DATA Encryption Algorithm) est un algorithme développé en 1991 par la société suisse Ascom. Il utilise une clé de 128 bits et une taille de bloc de 64 bits. Bien qu'il soit maintenant également considéré comme obsolète, il est toujours utilisé.

Chiffrements de flux:
  • RC4 (Rivest cypher 4) était un algorithme développé en 1987 par la société américaine RSA Security. Il est devenu populaire en raison de la simplicité de sa mise en œuvre matérielle et logicielle et de la vitesse élevée de son algorithme. Il est actuellement considéré comme obsolète et pas assez sécurisé, mais il est toujours utilisé.
  • SEAL (Software-optimised Encryption Algorithm) a été développé en 1993 par IBM. L'algorithme est optimisé et recommandé pour les processeurs 32 bits. C'est l'un des chiffrements les plus rapides et il est considéré comme très sécurisé.


Les forces et les faiblesses de la cryptographie à clé symétrique

L'avantage le plus notable du chiffrement symétrique est sa simplicité, car il utilise une seule clé pour le chiffrement et le déchiffrement. En tant que tels, les algorithmes de chiffrement symétriques sont nettement plus rapides que les algorithmes asymétriques et nécessitent moins de puissance de traitement.

Dans le même temps, le fait que la même clé soit utilisée pour le chiffrement et le déchiffrement est la principale vulnérabilité des systèmes de chiffrement symétriques. La nécessité de transférer la clé à l'autre partie est une faille de sécurité car, si elle tombe entre de mauvaises mains, l'information sera déchiffrée. Par conséquent, une attention particulière doit être portée aux moyens possibles d'intercepter la clé et d'améliorer la sécurité de la transmission.


Qu'est-ce que le chiffrement asymétrique?

Le chiffrement asymétrique est un système cryptographique relativement nouveau apparu dans les années 1970. Son objectif principal est de corriger la vulnérabilité du chiffrement symétrique, c'est-à-dire l'utilisation d'une clé unique.


Cryptage asymétrique défini

Le chiffrement asymétrique, également appelé chiffrement à clé publique, est un système cryptographique qui utilise deux clés. La clé publique peut être transmise sur un canal non sécurisé et est utilisée pour chiffrer le message. Une clé privée connue uniquement du destinataire est utilisée pour déchiffrer le message.

La paire de clés est mathématiquement liée l'une à l'autre, vous pouvez donc calculer la clé publique en connaissant la clé privée, mais pas l'inverse

Comment fonctionne le chiffrement asymétrique?

Voici comment fonctionne le chiffrement asymétrique:
  1. Le destinataire choisit un algorithme de chiffrement et génère une paire de clés publique et privée.
  2. Le destinataire transmet la clé publique à l'expéditeur.
  3. L'expéditeur crypte le message à l'aide de la clé publique et envoie le message crypté au destinataire.
  4. Le destinataire reçoit le message chiffré et le déchiffre à l'aide de sa clé privée.
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Algorithmes de cryptographie à clé asymétrique

Voici des exemples d'algorithmes de chiffrement asymétrique bien connus:
  • RSA (Rivest Shamir Adleman), le plus ancien algorithme de chiffrement asymétrique, a été publié en 1977 et porte le nom de ses créateurs, les scientifiques américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) Ron Rivest, Adi Shamir et Leonard Adleman. Il s'agit d'un algorithme relativement lent souvent utilisé dans les systèmes de chiffrement hybrides en combinaison avec des algorithmes symétriques.
  • DSA (Digital Signature Algorithm) a été créé en 1991 par le National Institute of Standards and Technology (NIST) aux États-Unis. Il est utilisé pour l'authentification de la signature numérique. Une signature électronique est créée avec une clé privée dans cet algorithme mais peut être vérifiée avec une clé publique. Cela signifie que seul le propriétaire de la signature peut créer la signature, mais n'importe qui peut vérifier son authenticité.
  • ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) est un algorithme à clé publique permettant de créer une signature numérique. Il s'agit d'une variante de DSA qui utilise la cryptographie à courbe elliptique. ECDSA est utilisé sur le réseau Bitcoin pour signer des transactions.
  • Diffie-Hellman a été publié en 1976 par les cryptographes américains Whitfield Diffie et Martin Hellman. C'est un protocole cryptographique qui permet à deux ou plusieurs parties d'obtenir une clé privée partagée en utilisant un canal de communication non sécurisé. La clé est utilisée pour chiffrer le reste de l'échange à l'aide d'algorithmes de chiffrement symétriques. Le schéma de distribution des clés via des canaux sécurisés proposé par Diffie et Hellman était une percée importante dans la cryptographie car il supprimait le problème principal de la cryptographie classique, la distribution des clés.


Les forces et les faiblesses de la cryptographie à clé asymétrique

L'avantage le plus évident de ce type de cryptage est sa sécurité puisque la clé privée n'a pas besoin d'être transmise à qui que ce soit. Bien sûr, cela simplifie grandement la gestion des clés dans les grands réseaux.

Cependant, cette méthode de cryptage présente également des inconvénients. La plus grande complexité, la plus faible vitesse et la plus grande demande de ressources de calcul en sont un exemple. De plus, malgré la haute sécurité du chiffrement asymétrique, il reste vulnérable à une attaque de l'homme du milieu (MITM), dans laquelle un attaquant intercepte la clé publique envoyée par le destinataire à l'expéditeur. L'attaquant crée ensuite sa propre paire de clés et se fait passer pour le destinataire en envoyant une fausse clé publique à l'expéditeur que l'expéditeur pense être la clé publique envoyée par le destinataire. L'attaquant intercepte les messages chiffrés de l'expéditeur au destinataire, les déchiffre avec leur clé privée, les rechiffre avec la clé publique du destinataire et envoie le message au destinataire. De cette façon, aucun des participants ne se rend compte qu'un tiers intercepte le message ou le remplace par un faux. Cela met en évidence la nécessité d'une authentification par clé publique.
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Cryptage hybride

Le cryptage hybride n'est pas sa propre méthode de cryptage comme le sont le cryptage symétrique et asymétrique. Au lieu de cela, c'est une combinaison des deux méthodes. Ces systèmes de chiffrement utilisent d'abord des algorithmes à clé asymétrique pour authentifier et transmettre une clé symétrique. Après cela, la clé symétrique est utilisée pour chiffrer rapidement une grande quantité de données. Ce type de système de cryptage est particulièrement utilisé dans les certificats SSL/TLS.

La différence entre le chiffrement symétrique et asymétrique

La principale différence entre le chiffrement symétrique et asymétrique est l'utilisation d'une clé unique par rapport à une paire de clés. Les autres différences entre ces méthodes ne sont que des conséquences de cette différence principale.


Comparaison de la cryptographie à clé symétrique et asymétrique

Une comparaison de la cryptographie à clé symétrique et asymétrique

Cryptage symétrique

Cryptage asymétrique

Une clé est utilisée pour chiffrer et déchiffrer les données.

Une paire de clés est utilisée pour le chiffrement et le déchiffrement : les clés publique et privée.

Une méthode de cryptage plus simple puisqu'une seule clé est utilisée.

Puisqu'une paire de clés est utilisée, le processus est plus compliqué.

Fournit des performances plus rapides et nécessite moins de puissance de traitement.

Il est plus lent et nécessite plus de puissance de traitement.

Des clés plus courtes (128-256 bits) sont utilisées pour chiffrer les données.

Des clés de chiffrement plus longues (1024-4096 bits) sont utilisées.

Grande complexité de la gestion des clés.

Faible complexité de la gestion des clés.

Utilisé pour chiffrer de grandes quantités de données.

Utilisé lors du chiffrement de petites quantités de données et de l'authentification.


Quel est le meilleur : chiffrement asymétrique ou symétrique ?

La réponse à la question dépend du problème spécifique qui doit être résolu à l'aide du chiffrement.

Les algorithmes symétriques sont bons pour transférer de grandes quantités de données cryptées. De plus, pour organiser un échange de données bidirectionnel à l'aide d'un algorithme asymétrique, les deux parties doivent connaître les clés publique et privée, ou il doit y avoir deux paires de clés. De plus, les caractéristiques structurelles des algorithmes symétriques rendent leur modification beaucoup plus facile que les algorithmes asymétriques.

Les algorithmes asymétriques, en revanche, sont nettement plus lents. Cependant, ils améliorent la sécurité des données en éliminant la possibilité qu'un attaquant intercepte la clé privée. Malgré cela, il reste vulnérable aux attaques de l'homme du milieu.

Comme vous pouvez le voir, les domaines d'application du chiffrement symétrique et asymétrique sont différents, vous devez donc toujours corréler la tâche à accomplir avec l'algorithme de chiffrement lorsque vous en choisissez un.
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