Sécurisation des communications

Spé. NSI · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel

L'essentiel

Sécuriser une communication, c'est garantir plusieurs objectifs : la confidentialité (seul le destinataire peut lire), l'intégrité (le message n'a pas été altéré), l'authentification (l'identité de l'émetteur est vérifiée) et la non-répudiation (l'émetteur ne peut nier avoir envoyé). La cryptographie est l'outil central.

Deux grandes familles de chiffrement coexistent :

  • Le chiffrement symétrique utilise une seule clé secrète, partagée, qui sert à la fois à chiffrer et à déchiffrer (ex. AES). Il est rapide et adapté aux gros volumes, mais pose le problème de l'échange de la clé : comment transmettre la clé secrète sans qu'elle soit interceptée ?
  • Le chiffrement asymétrique utilise un couple de clés : une clé publique (diffusable, sert à chiffrer) et une clé privée (secrète, sert à déchiffrer), ex. RSA. Il résout l'échange de clé puisque la clé privée n'est jamais transmise, mais il est plus lent.

En pratique, HTTPS (HTTP sécurisé par TLS) combine les deux : au début (handshake), le client se sert de la clé publique du serveur (asymétrique) pour convenir en sécurité d'une clé de session, puis toute la suite des échanges utilise le chiffrement symétrique avec cette clé, plus rapide. On cumule ainsi la sécurité de l'échange asymétrique et la vitesse du symétrique.

Le chiffre de César (décalage des lettres) illustre un chiffrement historique non sûr : seulement 25 clés possibles, cassable par force brute ou analyse des fréquences. Les fonctions de hachage (SHA-256) produisent une empreinte de taille fixe servant à vérifier l'intégrité, et la signature numérique (empreinte chiffrée avec la clé privée) garantit authentification et intégrité.

Formules et schémas clés

Chiffre de César de décalage k sur l'alphabet de 26 lettres (A = 0, ..., Z = 25) : E_k(x) = (x + k) \bmod 26, \qquad D_k(y) = (y - k) \bmod 26. On a bien D_k(E_k(x)) = x : un décalage de -k défait un décalage de +k.

Schéma HTTPS : \text{(1) asymétrique : échange sécurisé d'une clé de session} \;\Rightarrow\; \text{(2) symétrique : données chiffrées rapidement.}

Méthode type bac

1. Pour chiffrer/déchiffrer en César, décaler chaque lettre modulo 26 ; pour déchiffrer, décaler en sens inverse. 2. Pour justifier HTTPS, articuler les deux temps : asymétrique pour l'échange de clé, symétrique pour les données. 3. Pour opposer symétrique et asymétrique, équilibrer : rapidité contre problème d'échange de clé d'un côté ; échange résolu mais lenteur de l'autre.

Pièges

  • Croire que l'asymétrique est « meilleur » en tout : il est plus lent ; on l'utilise surtout pour échanger une clé symétrique.
  • Oublier le modulo 26 en César (boucle en fin d'alphabet : Z + 1 = A).
  • Confondre chiffrement (réversible avec la clé) et hachage (à sens unique, non inversible).
  • Penser qu'HTTPS chiffre tout en asymétrique : seul le handshake l'est ; les données passent en symétrique.

Pour l'épreuve

Sachez définir et opposer chiffrement symétrique et asymétrique (nombre de clés, rapidité, problème d'échange), et expliquer pourquoi HTTPS combine les deux. Le chiffre de César sert de support classique : maîtrisez le décalage modulo 26 dans les deux sens et la justification de son insécurité (force brute, fréquences). Connaissez les quatre objectifs de sécurité, le rôle d'une fonction de hachage (intégrité) et celui d'une signature numérique (authentification et intégrité). À l'épreuve pratique, le code du César avec ord, chr et % 26 est un attendu sûr.