Si vous préférez la sécurité des données, l'art ancien de de la cryptographie est devenu une pierre angulaire essentielle de l’ère numérique d’aujourd’hui. Des renseignements gouvernementaux top-secrets aux messages personnels quotidiens, la cryptographie permet de masquer nos informations les plus sensibles aux regards indésirables. Qu'il s'agisse de faire des achats en ligne ou de sauvegarder de précieux secrets commerciaux sur disque, nous pouvons remercier la cryptographie pour tout semblant de confidentialité dont nous pouvons bénéficier. 

Les grands principes de la cryptographie établissent la confiance dans les activités commerciales en ligne. Ils comprennent les éléments suivants :

• Confidentialité : Informations cryptées n'est accessible qu'à la personne à qui il est destiné et à personne d'autre. 
• Intégrité: Les informations cryptées ne peuvent pas être modifiées lors du stockage ou en transit entre l'expéditeur et le destinataire prévu sans qu'aucune altération ne soit détectée.
• Non-répudiation: Le créateur/expéditeur d’informations cryptées ne peut nier son intention d’envoyer les informations.
• Authentification: Les identités de l'expéditeur et du destinataire, ainsi que l'origine et la destination des informations, sont confirmées.
• Gestion des clés : Les clés utilisées pour crypter et déchiffrer les données et les tâches associées telles que la longueur des clés, la distribution, la génération, la rotation, etc. sont sécurisées.

Avant de plonger dans les nombreux cas d’utilisation de la cryptographie, passons en revue les bases de la cryptographie.

Comprendre les bases de la cryptographie

Tout au long de l’histoire, les cryptologues ont utilisé diverses méthodes pour coder des informations privées et créer des messages cryptés. Bien que moderne algorithmes cryptographiques sont bien plus avancés, les étapes fondamentales restent très similaires. 

La cryptologie de base prend les informations originales non codées (appelées texte en clair) et les code en un code brouillé (appelé texte chiffré) à l'aide d'une ou plusieurs clés secrètes, qui peuvent également être utilisées pour décoder le texte chiffré en texte brut. 

Algorithmes cryptographiques

Les algorithmes cryptographiques sont les formules mathématiques utilisées pour crypter et déchiffrer les données. Ces algorithmes créent des clés secrètes pour déterminer comment les données sont transformées de leur texte brut d'origine en texte chiffré et vice versa. Certains algorithmes cryptographiques bien connus incluent RSA (Rivest-Shamir-Adleman), Advanced Encryption Standard (AES) ainsi que ECC (cryptographie à courbe elliptique). 

À la base, la plupart des algorithmes cryptographiques créent des clés en multipliant de grands nombres premiers. Bien que la multiplication soit facile pour les ordinateurs modernes, la factorisation de grands nombres en deux grands nombres premiers nécessite tellement de puissance de calcul que c'est pratiquement impossible. Les cryptosystèmes qui utilisent des clés plus petites peuvent faire l’objet d’une ingénierie inverse assez facilement, mais même les superordinateurs les plus rapides auraient besoin de centaines, voire de centaines de milliers d’années pour attaquer par force brute les algorithmes cryptographiques les plus puissants d’aujourd’hui. La cryptographie à courbe elliptique ajoute un niveau de sécurité supplémentaire en utilisant des nombres aléatoires pour créer des clés beaucoup plus solides que même les ordinateurs quantiques de nouvelle génération ne peuvent pas déchiffrer. 

Gestion des clés

Gestion des clés fait partie intégrante de la cryptographie ; chaque système de cryptographie utilise des clés pour chiffrer et déchiffrer les données. La gestion des clés implique la génération, le stockage et la distribution sécurisées de clés de chiffrement entre les utilisateurs. Une bonne gestion des clés est cruciale pour maintenir la sécurité des données chiffrées, car des clés faibles ou volées peuvent créer des vulnérabilités critiques dans tout système de chiffrement. La taille des clés, le caractère aléatoire et le stockage sont autant de fonctions cruciales de la gestion des clés. 

Chiffrement symétrique

Également connue sous le nom de cryptographie à clé privée ou cryptographie à clé secrète, cryptosystèmes symétriques utilisez une seule clé pour le cryptage et le déchiffrement. Pour que ces types de systèmes fonctionnent, chaque utilisateur doit déjà avoir accès à la même clé privée. Les clés privées peuvent être partagées soit via un canal de communication fiable préalablement établi (tel qu'un coursier privé ou une ligne sécurisée), soit, plus concrètement, via une méthode d'échange de clés sécurisée (telle que le Accord clé Diffie-Hellman). 

Malgré les vulnérabilités créées par l’utilisation d’une seule clé, ce type de cryptage est plus rapide et plus efficace que les méthodes alternatives. Les algorithmes de chiffrement symétriques populaires incluent DES (norme de cryptage des données), 3DES (Triple DES) ainsi que AES.

Cryptage asymétrique

Asymétrique frcryptage, également appelé chiffrement à clé publique, utilise une paire de clés : une clé publique et une clé privée. La clé publique est utilisée pour le chiffrement, la clé privée est utilisée pour le déchiffrement et chaque utilisateur possède sa propre paire de clés. Les deux clés de chiffrement utilisées dans la cryptographie à clé publique ajoutent une couche de sécurité supplémentaire, mais cette protection supplémentaire se fait au prix d'une efficacité réduite. RSA, ECC et le Protocole Secure Shell (SSH) sont des algorithmes de cryptographie asymétrique courants.

Cas d'utilisation de la cryptographie

Communication sécurisée 

L’un des cas d’utilisation les plus courants de la cryptographie consiste à assurer une communication sécurisée sur Internet. Sécurité Transport Layer (TLS) et son prédécesseur, Secure Sockets Layer (SSL), utilisent des protocoles cryptographiques pour établir des connexions protégées entre les navigateurs Web et les serveurs. Ce canal sécurisé garantit que les données partagées entre le navigateur d’un utilisateur et un site Web restent privées et ne peuvent pas être interceptées par des acteurs malveillants. 

La cryptographie est également utilisée pour les applications de messagerie courantes comme le courrier électronique et WhatsApp afin de fournir chiffrement de bout en bout (E2EE) et maintenir la confidentialité des conversations des utilisateurs. Avec E2EE, seuls l’expéditeur et le destinataire prévu peuvent décrypter et lire leurs messages, ce qui rend presque impossible l’accès au contenu par des tiers, y compris les propres fournisseurs de services des utilisateurs.

Cryptage des données

Le cryptage des données est une forme de cryptographie largement utilisée qui protège les informations sensibles stockées sur divers appareils, tels que les disques durs, les smartphones et les services de stockage cloud. Des algorithmes de chiffrement puissants comme AES transforment efficacement le texte brut en texte chiffré, garantissant que même si une partie non autorisée y accède, elle ne pourra pas déchiffrer les données sensibles sans accéder à la clé de chiffrement des utilisateurs autorisés. 

Intégrité des données

La cryptographie est également utilisée pour garantir l'intégrité des données. Fonctions de hachage sont un type d'algorithme cryptographique qui génère des hachages de taille fixe (également appelés résumés) de données, transformant essentiellement un ensemble de données en un numéro de hachage numérique unique. Ces hachages sont si uniques que la modification d'un seul caractère ou espace dans le texte brut produirait une valeur numérique totalement différente. Les destinataires, applications ou sites Web peuvent vérifier l'intégrité des données en comparant le hachage des données reçues au hachage attendu, et ils peuvent confirmer que les données n'ont pas été modifiées pendant la transmission. 

Les fonctions de hachage sont également fréquemment utilisées pour vérifier les mots de passe des utilisateurs sans avoir besoin de créer une base de données vulnérable côté client de mots de passe privés. Au lieu de cela, des services tels que les portails bancaires en ligne collecteront et stockeront uniquement les hachages des mots de passe des utilisateurs. Même si une telle base de données était volée, un acteur malveillant ne serait pas en mesure de déduire le mot de passe d’un utilisateur à partir de son seul hachage. 

Authentification

La vérification de l'authenticité des informations envoyées et reçues est une fonction essentielle de la cryptographie utilisée pour mener toutes sortes d'affaires, rendue possible par l'utilisation de signatures numériques. Grâce à la cryptographie asymétrique, les documents peuvent être modifiés avec des signatures numériques, qui ne peuvent être générées qu'à l'aide d'une clé privée. Les destinataires de documents signés numériquement peuvent utiliser la clé publique de l’expéditeur pour vérifier l’authenticité de la signature et confirmer que le document n’a pas été falsifié lors de la transmission. 

Non-répudiation

La non-répudiation est un concept juridique qui garantit l'authenticité des messages reçus et empêche un expéditeur de nier potentiellement la validité d'un message envoyé donné. Les signatures numériques sont un élément essentiel de la non-répudiation, car elles prouvent que l'expéditeur, et personne d'autre, a signé le message ou le document. La non-répudiation basée sur la cryptographie, telle qu'établie par les protocoles d'intégrité des données et les signatures numériques, fournit un cadre viable pour vérifier les négociations, contrats et autres types de transactions et d'affaires juridiques juridiquement contraignants.

Échange de clés 

Composant majeur de la communication sécurisée, l’échange de clés est un aspect essentiel de l’établissement d’une connexion sécurisée, en particulier dans les cryptosystèmes asymétriques. La cryptographie joue également un rôle précieux dans cette étape préliminaire. Point marquant dans le développement de la cryptographie à clé publique, l'algorithme d'échange de clés Diffie-Hellman permet à deux parties d'échanger en toute sécurité des clés de chiffrement sur un canal non sécurisé. Cette méthode garantit que même si une personne indiscrète intercepte le dialogue d’échange de clés, elle ne pourra pas déchiffrer les clés de chiffrement échangées. Grâce à la cryptographie, des algorithmes tels que le protocole d'échange de clés Diffie-Hellman permettent aux parties d'établir des connexions sécurisées grâce au cryptage à clé publique, sans avoir besoin d'un échange de clés alternatif préalablement établi et potentiellement vulnérable. 

Sécurisation des communications API

Caractéristique du Web 2.0 (et au-delà), l'opérabilité coopérative entre applications permet à diverses applications et services Web d'extraire des données de leurs écosystèmes virtuels cloisonnés respectés, ce qui permet d'étendre considérablement les fonctionnalités de toutes sortes d'applications, depuis l'intégration de publications sur les réseaux sociaux dans les actualités. articles sur le partage d'analyses de systèmes critiques dans des tableaux de bord opérationnels avancés.

Connu comme interfaces de programmation d'applications (API), ces systèmes sont conçus pour faciliter la communication entre programmes, et la cryptographie garantit que ces données sensibles restent protégées contre les écoutes intrusives ou la falsification, garantissant que seules les parties autorisées peuvent accéder aux informations. Les clés et jetons API sont souvent utilisés parallèlement au chiffrement pour protéger les données sensibles échangées entre les applications, en particulier dans les situations où la sécurité est la plus critique, comme les travaux publics et les infrastructures. 

Cybersécurité informatique quantique

La hausse des l'informatique quantique constitue une menace importante pour les méthodologies de chiffrement existantes et cybersécurité systèmes. La plupart des cryptosystèmes modernes sont conçus pour résister à la puissance de calcul potentielle des ordinateurs traditionnels, ce qui nécessiterait simplement des centaines, voire des centaines de milliers d’années pour réussir à attaquer par force brute les algorithmes cryptographiques actuels. Les ordinateurs quantiques, cependant, pourraient potentiellement augmenter la puissance des ordinateurs d’aujourd’hui de plusieurs ordres de grandeur, réduisant ainsi le temps nécessaire pour déchiffrer même les clés cryptographiques les plus puissantes de plusieurs milliers d’années à quelques secondes seulement.

Alors que la plupart des algorithmes cryptographiques modernes ne seront pas capables de résister aux attaques théoriques des ordinateurs quantiques, les cryptologues répondent à ces vulnérabilités en développant des algorithmes cryptographiques. cryptographie à résistance quantique techniques. Les cas d’utilisation de la cryptographie quantique résistante et post-quantique sont aussi nombreux que les cas d’utilisation de la cryptographie le sont en général. Bien que l’informatique quantique soit encore considérée, au mieux, comme étant au stade du prototypage, la plupart des informaticiens conviennent que des avancées majeures au cours des 10 à 50 prochaines années rendront le développement d’une cryptographie résistante aux quantiques aussi critique que l’informatique quantique elle-même.

Blockchain sécurité

la technologie Blockchain s'appuie fortement sur la cryptographie pour garantir la sécurité et l'immuabilité de toutes les transactions et mises à jour en chaîne. Les crypto-monnaies comme Bitcoin utilisent des algorithmes cryptographiques pour extraire et frapper de nouvelles pièces, tandis que les fonctions de hachage cryptographique sécurisent l'intégrité des blocs de la chaîne. Lors des transactions, la cryptographie à clé publique est utilisée pour créer et vérifier les signatures numériques. Regroupant la plupart des principes fondamentaux de la cryptographie, la technologie blockchain utilise le cryptage pour créer un écosystème sans confiance où toutes les actions peuvent être facilement authentifiées et vérifiées.

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