Analyse comparative des systèmes de chiffrement : symétrique et asymétrique

Dans le domaine de la cryptographie moderne, on distingue deux branches principales : la cryptographie symétrique et la cryptographie asymétrique. Le chiffrement symétrique est souvent utilisé comme synonyme de cryptographie symétrique, tandis que la cryptographie asymétrique englobe deux applications fondamentales : le chiffrement asymétrique et les signatures numériques.

Cette distinction peut être représentée de la manière suivante :

| Cryptographie symétrique | Cryptographie asymétrique ( ou clé publique ) | |------------------------|----------------------------------------------| | Chiffrement symétrique | Chiffrement asymétrique (o de clé publique) | | | Signatures numériques ( avec ou sans cryptage ) |

Dans cet article, nous nous concentrerons sur l'examen des algorithmes de chiffrement symétrique et asymétrique.

Différences entre le chiffrement symétrique et asymétrique

Les algorithmes de chiffrement sont généralement classés en deux catégories : le chiffrement symétrique et asymétrique. La distinction fondamentale réside dans le fait que les algorithmes symétriques utilisent une seule clé, tandis que les asymétriques emploient deux clés différentes mais liées. Cette différence apparemment simple entraîne d'importantes implications fonctionnelles et d'utilisation pour les deux méthodes de chiffrement.

Relation entre les clés

En cryptographie, les algorithmes de chiffrement génèrent des clés sous forme de séquences de bits qui sont utilisées pour coder et décoder des informations. La manière dont ces clés sont utilisées détermine la différence entre les méthodes symétriques et asymétriques.

Alors que les algorithmes symétriques utilisent la même clé pour les deux opérations, les algorithmes asymétriques emploient une clé pour chiffrer et une autre pour déchiffrer. Dans les systèmes asymétriques, la clé de chiffrement, également connue sous le nom de clé publique, peut être partagée librement, tandis que la clé de déchiffrement est privée et doit rester secrète.

Par exemple, si Ana envoie à Carlos un message protégé par un chiffrement symétrique, elle doit lui fournir la même clé qu'elle a utilisée pour le chiffrer afin qu'il puisse le lire. Cela implique que si un attaquant intercepte la communication, il pourrait accéder à l'information chiffrée.

En revanche, si Ana utilise la méthode asymétrique, elle chiffre le message avec la clé publique de Carlos, qui pourra le déchiffrer avec sa clé privée. De cette manière, le chiffrement asymétrique offre un niveau de sécurité supérieur, car même si quelqu'un intercepte les messages et obtient la clé publique, il ne pourra rien en faire.

Longueur des clés

Une autre différence fonctionnelle entre le chiffrement symétrique et asymétrique est liée à la longueur des clés, qui sont mesurées en bits et sont directement liées au niveau de sécurité de chaque algorithme.

Dans les systèmes symétriques, les clés sont sélectionnées de manière aléatoire et leur longueur couramment acceptée oscille entre 128 et 256 bits, en fonction du niveau de sécurité requis. Dans le chiffrement asymétrique, il doit exister une relation mathématique entre les clés publique et privée, c'est-à-dire qu'elles sont liées par une formule mathématique spécifique. Pour cette raison, les attaquants peuvent exploiter ce modèle pour briser le chiffrement, c'est pourquoi les clés asymétriques doivent être beaucoup plus longues pour fournir un niveau de sécurité équivalent. La différence dans la longueur des clés est si significative qu'une clé symétrique de 128 bits et une clé asymétrique de 2048 bits offrent un niveau de sécurité approximativement équivalent.

Avantages et inconvénients

Ces deux types de cryptage présentent des avantages et des inconvénients l'un par rapport à l'autre. Les algorithmes de cryptage symétrique sont considérablement plus rapides et nécessitent moins de puissance de calcul, mais leur principal inconvénient est la distribution des clés. Puisque la même clé est utilisée pour crypter et décrypter les informations, cette clé doit être partagée avec tous ceux qui ont besoin d'accès, ce qui génère naturellement certains risques (comme mentionné précédemment).

D'autre part, le chiffrement asymétrique résout le problème de la distribution des clés en utilisant des clés publiques pour le chiffrement et des clés privées pour le déchiffrement. L'inconvénient est que les systèmes asymétriques sont significativement plus lents par rapport aux systèmes symétriques et nécessitent beaucoup plus de puissance de traitement en raison de la longueur des clés.

Applications pratiques

Chiffrement symétrique

En raison de sa rapidité, le chiffrement symétrique est largement utilisé pour protéger les informations dans de nombreux systèmes informatiques modernes. Par exemple, Gate utilise le Standard de Chiffrement Avancé (AES) pour protéger les informations sensibles de ses utilisateurs. L'AES a remplacé l'ancien Standard de Chiffrement de Données (DES), qui a été développé dans les années 1970 comme standard de chiffrement symétrique.

Chiffrement asymétrique

Le chiffrement asymétrique peut être appliqué dans des systèmes où plusieurs utilisateurs ont besoin de chiffrer et de déchiffrer des messages ou des paquets de données, notamment lorsque la vitesse et la puissance de traitement ne sont pas prioritaires. Un exemple simple de ce type de système est le courrier électronique chiffré, où une clé publique peut être utilisée pour chiffrer des messages et une clé privée pour les déchiffrer.

Systèmes hybrides

Dans de nombreuses applications, le chiffrement symétrique et asymétrique sont utilisés conjointement. Un bon exemple de ces systèmes hybrides est le protocole cryptographique Transport Layer Security (TLS), qui a été développé pour fournir des communications sécurisées sur Internet. Actuellement, les protocoles TLS sont considérés comme sûrs et sont largement utilisés par tous les navigateurs web modernes.

Utilisation du chiffrement dans les cryptomonnaies

De nombreuses portefeuilles de cryptomonnaies mettent en œuvre des méthodes de cryptage comme un moyen d'offrir un niveau de sécurité supplémentaire aux utilisateurs finaux. Les algorithmes de cryptage sont utilisés lorsque l'utilisateur définit un mot de passe pour son fichier de portefeuille, qui est utilisé pour accéder au logiciel.

Cependant, en raison du fait que Bitcoin et d'autres cryptomonnaies utilisent une paire de clés publiques et privées, il existe l'idée fausse que les systèmes blockchain utilisent des algorithmes de cryptage asymétriques. Néanmoins, comme mentionné précédemment, le cryptage asymétrique et les signatures numériques sont les deux principales applications de la cryptographie asymétrique (cryptographie à clé publique).

En conséquence, tous les systèmes de signature numérique n'utilisent pas de chiffrement, même s'ils fournissent des clés publiques et privées. En fait, un message peut être signé numériquement sans utiliser de chiffrement. RSA est un exemple d'algorithme qui peut être utilisé pour signer des messages chiffrés, mais l'algorithme de signature numérique utilisé dans Bitcoin ( appelé ECDSA) n'implique pas de chiffrement.

Réflexions finales

Le chiffrement symétrique et asymétrique jouent tous deux un rôle crucial dans la garantie de la sécurité de l'information et des communications confidentielles dans le monde numérique d'aujourd'hui. Les deux types de chiffrement sont utiles, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients, et ils sont donc appliqués dans différents scénarios. À mesure que la cryptographie en tant que science continue d'évoluer pour se protéger contre des menaces plus nouvelles et sophistiquées, les systèmes cryptographiques symétriques et asymétriques resteront pertinents pour la sécurité informatique.