Sécuriser les communications

La confidentialité limite l’accès au contenu du message. L’intégrité permet de détecter une modification non autorisée. L’authentification consiste à vérifier l’identité ou l’origine annoncée selon le protocole. Ces besoins sont liés, mais différents : cacher un message ne prouve pas automatiquement qui l’a envoyé. Un observateur peut aussi copier, supprimer ou remplacer un message sans en connaître le sens.

Il faut distinguer chiffrement et codage. Un code de caractères représente des symboles ; une compression réduit une taille selon les régularités des données ; un chiffrement vise une propriété de sécurité faisant intervenir une clé. Publier la méthode de décodage d’un texte encodé suffit généralement à le lire. Dans un système cryptographique correctement conçu, connaître l’algorithme ne doit pas suffire à retrouver le message sans la clé nécessaire.

Un attaquant peut observer les échanges, mais aussi parfois les modifier. Le problème ne se limite donc pas à cacher une valeur pendant son transport. Si Alice reçoit une clé en croyant qu’elle appartient à Bob, elle doit disposer d’un moyen d’établir ce lien. Sans vérification, un intermédiaire pourrait présenter sa propre clé et recevoir ce qu’Alice voulait réserver à Bob.

Dans un chiffrement symétrique, les correspondants possèdent un secret partagé. On peut noter C = Chiffrer(s, M), où M est le message clair, s la clé et C le message chiffré. Le déchiffrement avec la clé appropriée redonne M. Le secret porte sur la clé, pas sur le nom de l’algorithme. Diffuser s avec C sur le même canal observable permettrait à l’observateur d’effectuer lui aussi le déchiffrement.

Pour illustrer la réversibilité, numérotons les lettres de A à Z de 0 à 25 et décalons chaque numéro de 3, en revenant à 0 après 25. Le mot ZOO devient CRR. Pour revenir au message, on retranche 3 avec le même retour circulaire. Ce procédé ancien est facile à casser et sert seulement à expliquer une transformation et sa clé. Les algorithmes modernes ne se réduisent pas à un décalage d’alphabet.

Les procédés symétriques modernes sont adaptés au traitement de grandes quantités de données. Leur difficulté initiale est la mise en place d’un secret partagé avec le bon correspondant. Une rencontre physique ou un autre canal déjà protégé peut résoudre ce problème dans certains usages. Pour un navigateur qui contacte un nouveau service, on veut établir la protection sans transmettre naïvement la clé en clair.

Dans un système asymétrique, chaque détenteur possède une paire de clés liées : une clé publique diffusée et une clé privée conservée secrète. Pour un mécanisme de chiffrement à clé publique approprié, Alice chiffre à l’aide de la clé publique de Bob et Bob déchiffre à l’aide de sa clé privée. L’objectif est que la seule connaissance de la clé publique ne permette pas, avec des moyens réalisables, de retrouver la clé privée ou le contenu ainsi protégé.

La paire doit être celle du destinataire, puisque l’on veut réserver le déchiffrement à ce destinataire. Chiffrer avec la clé publique d’Alice préparerait un message pour Alice. La diffusion de la clé publique n’est pas une erreur de sécurité : c’est son rôle. En revanche, divulguer la clé privée détruit la propriété recherchée pour les messages concernés. Une clé privée ne se partage pas simplement pour faciliter un échange.

La signature numérique répond à un autre besoin : un détenteur utilise sa clé privée pour produire une signature qu’on vérifie avec la clé publique correspondante. Cette opération ne doit pas être décrite comme un chiffrement général du message avec une clé privée. Les algorithmes et usages diffèrent. Pour la confidentialité, retiens d’abord qui doit pouvoir déchiffrer ; pour l’authentification, demande-toi quelle identité est effectivement liée à la clé vérifiée.

Dans le modèle pédagogique du transport de clé, Alice choisit un secret s pour la session et le chiffre avec la clé publique authentifiée de Bob. Bob récupère s avec sa clé privée. Ils utilisent ensuite un mécanisme symétrique pour leurs données. L’asymétrique protège la mise en place du secret, et le symétrique traite les données échangées. Envoyer s en clair aurait au contraire annulé cette protection.

HTTPS associe HTTP à une protection par TLS. Le protocole organise l’établissement de clés, l’authentification prévue et la protection des échanges. Le transport pédagogique de s ne décrit pas à lui seul tous les mécanismes HTTPS. Dans TLS 1.3, des échanges asymétriques peuvent établir un secret partagé à partir de contributions publiques, puis les clés de trafic sont dérivées ; il ne faut donc pas affirmer que la clé symétrique est toujours envoyée chiffrée au serveur.

Lorsqu’un certificat est employé, sa validation participe à relier une clé à l’identité attendue du serveur. Le nom du site et la chaîne de confiance comptent. Cela protège la communication avec ce correspondant, sans prouver que toute information publiée est vraie ou que le service est honnête. La sécurité du canal ne remplace ni l’identification du bon site ni le jugement sur le contenu reçu.

S’entraîner : consulte la rubrique Exercices du site. Pour poursuivre, le prochain chapitre étudie les limites de ce que les programmes peuvent décider.