Introduction

Les algorithmes de cryptographie sont des méthodes mathématiques utilisées pour sécuriser des informations, assurant leur confidentialité, leur intégrité et leur authenticité. Ils transforment des données lisibles (texte en clair) en données illisibles (texte chiffré) pour empêcher tout accès non autorisé. Ces algorithmes sont au coeur de la sécurité numérique et se divisent en trois grandes catégories : les algorithmes de chiffrement symétrique, les algorithmes de chiffrement asymétrique et les fonctions de hachage.

• Chiffrement symétrique : Le chiffrement symétrique utilise une seule clef secrète pour chiffrer et déchiffrer les données. La même clé doit être partagée entre l'expéditeur et le destinataire pour garantir l'accès aux informations. Les algorithmes de chiffrement symétrique sont souvent rapides et efficaces, ce qui les rend adaptés pour chiffrer de grands volumes de données. Parmi les algorithmes courants, on trouve l'AES (Advanced Encryption Standard), le DES (Data Encryption Standard), et le Triple DES. La sécurité du chiffrement symétrique repose sur la confidentialité de la clé, car quiconque la possède peut accéder aux données.
• Chiffrement asymétrique : Le chiffrement asymétrique utilise une paire de clefs : une clef publique pour chiffrer les données et une clef privée pour les déchiffrer. La clef publique peut être partagée librement, tandis que la clef privée doit rester secrète. Ce type de chiffrement est essentiel pour la sécurité des communications en ligne, comme dans les protocoles HTTPS, car il permet un échange sécurisé de données sans avoir besoin de partager une clef secrète. RSA, Diffie-Hellman, et ECC (Elliptic Curve Cryptography) sont des exemples d'algorithmes asymétriques. Bien que plus sécurisés pour la transmission de données, ils sont généralement plus lents que les algorithmes symétriques et sont donc souvent utilisés pour sécuriser l'échange de clés symétriques.
• Fonctions de hachage : Les fonctions de hachage sont des algorithmes de cryptographie qui transforment des données de n'importe quelle taille en une empreinte de taille fixe (le haché) unique aux données d'origine. Contrairement aux algorithmes de chiffrement, les fonctions de hachage sont unidirectionnelles&nbs;;: il est pratiquement impossible de retrouver les données d'origine à partir de leur haché. Elles sont largement utilisées pour vérifier l'intégrité des données, dans la création de signatures numériques, et pour l'entreposage sécurisé des mots de passe. Les fonctions de hachage populaires incluent SHA-256, SHA-3 et MD5, bien que MD5 soit aujourd'hui considéré comme obsolète en raison de vulnérabilités de sécurité.
• Signatures numériques et authentification : Les signatures numériques utilisent des algorithmes de chiffrement asymétrique pour garantir l'authenticité et l'intégrité des messages. En utilisant une clef privée pour signer un message ou un document, l'expéditeur permet au destinataire de vérifier l'identité de l'émetteur et de s'assurer que le contenu n'a pas été modifié. Les signatures numériques sont une composante essentielle des certificats numériques et sont couramment utilisées dans des protocoles de sécurité comme SSL/TLS et dans la blockchain.
• Importance et applications : Les algorithmes de cryptographie sont utilisés dans de nombreux domaines : des applications de messagerie sécurisée (comme WhatsApp) aux systèmes bancaires en ligne, en passant par les réseaux privés virtuels (VPN) et les certificats de sécurité des sites web (SSL/TLS). Ils permettent de protéger la confidentialité et la sécurité des données, même lorsqu'elles transitent par des réseaux publics. La cryptographie évolue sans cesse pour répondre aux nouvelles menaces, notamment avec le développement de la cryptographie quantique, qui pourrait représenter la prochaine génération de technologies de sécurité.

DES

Le DES (Data Encryption Standard) est un algorithme de chiffrement symétrique développé par IBM dans les années 1970 et adopté comme norme fédérale par le NIST en 1977. Il utilise une clef de 56 bits pour chiffrer des blocs de données de 64 bits, employant une structure de chiffrement appelée réseau de Feistel sur 16 tours. DES a été largement utilisé pour sécuriser des données sensibles, notamment dans les secteurs bancaires et gouvernementaux.

Cependant, la puissance de calcul croissante a rendu le DES vulnérable aux attaques par force brute. En 1999, un appareil conçu pour casser les clefs DES a démontré sa faiblesse, pouvant décrypter un message en moins de 24 heures. Pour pallier cette limitation, le Triple DES (3DES) a été créé, appliquant l'algorithme trois fois avec des clés différentes, améliorant la sécurité au prix d'une perte de performance.

Finalement, en raison de ces vulnérabilités, le DES a été progressivement remplacé par l'AES (Advanced Encryption Standard) en 2001, offrant des clefs plus longues et une sécurité supérieure. Le DES reste une pièce importante dans l'histoire de la cryptographie, bien qu'il soit aujourd'hui considéré comme obsolète.

MD5

Le MD5, tirant sans nom de l'anglicisme Message-Digest Algorithm 5, fonctionne en plusieurs étapes pour transformer des données d'entrée en un hachage de 128 bits. Tout d'abord, les données sont remplies pour que leur longueur soit un multiple de 512 bits, ce qui se fait en ajoutant un bit "1" suivi de zéros, puis en ajoutant la longueur originale des données sur 64 bits à la fin. Ensuite, les données sont divisées en blocs de 512 bits (64 octets). MD5 utilise quatre variables d'état (A, B, C, D), initialisées avec des valeurs spécifiques, pour stocker le hachage intermédiaire. Chaque bloc de 512 bits est traité en plusieurs étapes, utilisant des opérations logiques (comme AND, OR, NOT), des rotations de bits et des ajouts de constantes, avec trois fonctions principales combinant non linéairement les valeurs des variables d'état et des blocs de données. Les valeurs intermédiaires sont mises à jour à chaque étape grâce à des transformations sur 32 bits. Après avoir traité tous les blocs, les quatre variables sont combinées pour former le hachage final de 128 bits, étant souvent représenté sous forme de chaîne hexadécimale de 32 caractères. Le résultat final est un hachage MD5 unique à l'entrée donnée, où même un changement mineur dans l'entrée produira un hachage complètement différent. Ce processus est conçu pour être rapide et efficace, mais il présente des vulnérabilités aux attaques par collision, ce qui a conduit à la recherche de méthodes de hachage plus sûres pour des applications critiques.