these doctorat une architecture de securité

Chapitre 2. Théories et Modèles
FIG. 2.7 – Chiffrement et déchiffrement avec deux clés (Algorithme asymétrique)
tel-00239252, version 1 - 5 Feb 2008
seul l’établissement de la clé de session sera coûteux en temps. En 1976, Whitfield Diffie et Martin
Hellman proposent un algorithme hybride connu sous le nom de ses inventeurs Diffie-Hellman
[32]. Il permet à deux parties de se mettre d’accord sur une clé secrète en communiquant à
travers un canal de communication non sécurisé. Cet algorithme est basé sur les travaux de
Ralph Merckle [86] concernant l’échange de clés entre deux protagonistes. Une fois cette clé
secrète connue par les deux protagonistes, ils peuvent l’utiliser et chiffrer leurs communications
en utilisant les techniques cryptographiques usuelles.
Il faut pourtant attribuer la paternité de cet algorithme à Malcolm Willamson qui le décrouvrit
quelques années avant alors qu’il était employé par GCHQ, la British cryptography agency.
L’algorithme n’avait pu être diffusé car il était alors considéré comme un secret militaire.
Signature numérique
Un des plus gros apports de la cryptographie à clés publiques est celui des méthodes de signature
numérique. Les signatures numériques permettent au destinataire d’un message de vérifier
l’authenticité de l’origine de ce message, et également de vérifier l’intégrité du message, c’est à
dire de s’assurer qu’il n’a pas été modifié. Les signatures numériques permettent également d’assurer
la non-répudiation d’un message, c’est à dire de faire en sorte que l’émetteur d’un message
ne puisse pas nier l’avoir émis. Les fonctions d’intégrité, d’authenticité et de non-répudiation
sont fondamentales en cryptographie. La signature numérique est nettement supérieure à la signature
manuelle, car s’il est facile d’imiter une signature manuelle, il est en revanche presque
impossible de contrefaire une signature numérique.
L’émetteur du message utilise sa clé privée pour chiffrer le message. Le message chiffré obtenu
fait alors office de signature. L’émetteur envoie à la fois le message en clair et sa signature
au destinataire. L’opération de vérification de signature consiste à utiliser la clé publique de
l’émetteur pour déchiffrer la signature (le message chiffré) et de comparer le résultat au message
original en clair. Si les deux messages sont identiques, alors le destinataire est assuré de l’intégrité
et de l’authenticité de message. De plus, l’émetteur ne peut pas nier avoir signé le message
car il est le seul à posséder sa clé de signature (il s’agit d’une clé privée).
Fonctions de hachage
Le principe de signature exposé dans le paragraphe précédent présente l’inconvénient d’être
coûteux en temps de calcul et en ressources. La signature obtenue est en effet relativement
longue à calculer car les algorithmes de cryptographie à clés publiques utilisent des fonctions
mathématiques complexes. Les fonctions de hachage apportent la solution à ce problème. Il s’agit
d’une fonction mathématique à sens unique qui convertit une chaîne de caractères de longueur
quelconque en une chaîne de caractères de taille fixe (souvent de taille inférieure). Le résultat
d’une telle fonction est appelé empreinte, somme de contrôle ou condensé. La solution consiste
donc à calculer dans un premier temps l’empreinte du message, puis de ne signer uniquement
que cette empreinte. Ce procédé est beaucoup plus rapide puisque l’empreinte est de taille beaucoup
plus réduite. L’opération de vérification de signature consiste alors à déchiffrer l’empreinte
jointe au message, puis de recalculer l’empreinte du message original et de la comparer avec celle
qui vient d’être déchiffrée.
Une fonction de hachage doit être résistante aux collisions, c’est-à-dire que deux messages distincts
doivent avoir très peu de chances de produire la même signature. On considère l’utilisation
d’une fonction de hachage en cryptographie si les conditions suivantes sont remplies :
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