Chiffrement symétrique et asymétrique : une analyse comparative

Dans le domaine de la cryptographie moderne, deux branches principales d'étude se distinguent : la cryptographie symétrique et l'asymétrique. Le chiffrement symétrique est généralement assimilé à la cryptographie symétrique, tandis que la cryptographie asymétrique comprend deux applications fondamentales : le chiffrement asymétrique et les signatures numériques.

Cette classification peut être représentée de la manière suivante :

La cryptographie à clé symétrique comprend le chiffrement symétrique, tandis que la cryptographie asymétrique ( également connue sous le nom de cryptographie à clé publique ) englobe à la fois le chiffrement asymétrique et les signatures numériques, qui peuvent impliquer ou non l'utilisation du chiffrement.

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

Chiffrement symétrique vs. asymétrique

Les algorithmes de chiffrement sont généralement classés en deux groupes : le chiffrement symétrique et asymétrique. La distinction fondamentale entre ces deux méthodes réside dans le fait que les algorithmes symétriques utilisent une seule clé, tandis que les asymétriques utilisent deux clés différentes mais liées. Cette différence apparemment simple a d'importantes implications fonctionnelles et détermine comment ces méthodes de chiffrement sont appliquées.

Relation entre les clés

Dans le domaine de la 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 fait la différence entre les méthodes symétriques et asymétriques.

Alors que les algorithmes symétriques utilisent la même clé pour les deux opérations, les algorithmes asymétriques en emploient une pour le chiffrement et une autre pour le déchiffrement. Dans les systèmes asymétriques, la clé de chiffrement, également appelée clé publique, peut être partagée ouvertement. En revanche, 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 devra 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 aux informations chiffrées.

En revanche, si Ana utilise la méthode asymétrique, elle chiffrera 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 distinction fonctionnelle entre le chiffrement symétrique et asymétrique est liée à la longueur des clés, mesurée en bits et directement liée au niveau de sécurité de chaque algorithme.

Dans les systèmes symétriques, les clés sont choisies au hasard et leur longueur communément acceptée varie entre 128 et 256 bits, selon le 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 schéma pour tenter de casser le chiffrement, ce qui implique que les clés asymétriques doivent être significativement plus longues pour offrir un niveau de sécurité équivalent. La différence de longueur des clés est si notable qu'une clé symétrique de 128 bits et une clé asymétrique de 2048 bits offrent un niveau de sécurité à peu près équivalent.

Avantages et inconvénients

Ces deux types de chiffrement présentent des avantages et des inconvénients l'un par rapport à l'autre. Les algorithmes de chiffrement symétrique sont considérablement plus rapides et nécessitent moins de puissance de calcul, mais leur principal inconvénient est la distribution des clés. Étant donné que la même clé est utilisée pour chiffrer et déchiffrer l'information, celle-ci doit être partagée avec tous ceux qui ont besoin d'accès, ce qui génère naturellement certains risques ( comme mentionné précédemment ).

D'une 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 capacité de traitement en raison de la longueur des clés.

Applications pratiques

Chiffrement symétrique

En raison de sa vitesse, le chiffrement symétrique est largement utilisé pour protéger les informations dans de nombreux systèmes informatiques contemporains. Par exemple, le gouvernement américain utilise la Norme de Chiffrement Avancé (AES) pour chiffrer des informations classifiées. L'AES a remplacé l'ancienne Norme de Chiffrement de Données (DES), développée dans les années 1970 comme norme de chiffrement symétrique.

Chiffrement asymétrique

Le chiffrement asymétrique peut être appliqué dans des systèmes où plusieurs utilisateurs ont besoin de chiffrer et déchiffrer des messages ou des paquets de données, en particulier 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 combinés. Un bon exemple de ces systèmes hybrides sont les protocoles cryptographiques Security Sockets Layer (SSL) et Transport Layer Security (TLS), développés pour fournir des communications sécurisées sur Internet. Actuellement, les protocoles SSL sont considérés comme non sécurisés et leur utilisation n'est pas recommandée. En revanche, les protocoles TLS sont considérés comme sécurisés 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 pour offrir un niveau de sécurité accru aux utilisateurs finaux. Les algorithmes de cryptage s'appliquent 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 Gate et d'autres plateformes de cryptomonnaies utilisent une paire de clés publiques et privées, il existe l'idée fausse que les systèmes blockchain emploient des algorithmes de chiffrement asymétriques. Néanmoins, comme mentionné précédemment, le chiffrement asymétrique et les signatures numériques sont les deux cas d'utilisation principaux de la cryptographie asymétrique (cryptographie à clé publique).

En conséquence, tous les systèmes de signature numérique n'utilisent pas de cryptage, même s'ils fournissent des clés publiques et privées. En fait, un message peut être signé numériquement sans utiliser de cryptage. 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 cryptage.

Réflexions finales

Le chiffrement symétrique et asymétrique joue un rôle crucial dans la garantie de la sécurité de l'information et des communications confidentielles dans l'environnement numérique actuel. Les deux types de chiffrement peuvent s'avérer utiles, car chacun a ses propres forces et faiblesses, et 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 récentes et graves, les systèmes cryptographiques symétriques et asymétriques resteront pertinents pour la sécurité informatique.