Chiffrement symétrique, chiffrement asymétrique et hachage

On dit souvent « c’est chiffré » comme si cela réglait une question de sécurité. Ce n’est pas le cas, car le chiffrement n’est pas une chose unique. Cette leçon traite des trois éléments de base derrière presque toute affirmation de protection numérique : le chiffrement symétrique, le chiffrement asymétrique, et le hachage. Chacun garantit quelque chose de différent, et savoir lequel est en jeu vous dit ce qui est réellement protégé.

Le chiffrement symétrique : une seule clé partagée

Le centre d’apprentissage de Cloudflare décrit simplement le chiffrement symétrique : « il n’y a qu’une seule clé, et toutes les parties communicantes utilisent la même clé (secrète) pour le chiffrement et le déchiffrement ». L’Advanced Encryption Standard (AES) est l’exemple type aujourd’hui, ayant remplacé l’ancien Data Encryption Standard (DES) après que la courte longueur de clé de DES l’ait rendu cassable par force brute. Le chiffrement symétrique est rapide et c’est lui qui brouille réellement l’essentiel de vos données, qu’il s’agisse d’un fichier sur disque ou du corps d’une page web chargée en HTTPS. Son problème central est la distribution : les deux côtés ont besoin de la même clé secrète, et faire parvenir cette clé à l’autre partie sans que personne d’autre ne la voie est exactement le problème que résout le chiffrement asymétrique.

Le chiffrement asymétrique : deux clés qui fonctionnent en paire

Dans le chiffrement asymétrique, ou à clé publique, il existe deux clés liées mathématiquement : « une clé sert au chiffrement, et une clé différente sert au déchiffrement », selon Cloudflare. La clé de chiffrement peut être publiée à quiconque — d’où « clé publique » — tandis que la clé de déchiffrement correspondante reste privée. Des données verrouillées avec la clé publique ne peuvent être déverrouillées qu’avec la clé privée. C’est ce qui permet à deux personnes qui ne se sont jamais rencontrées de se mettre d’accord sur un secret partagé via un réseau ouvert, ce qui est exactement ce qui se passe au début de chaque connexion HTTPS (la leçon suivante traite cette négociation en détail). RSA et la cryptographie sur courbes elliptiques sont aujourd’hui les algorithmes courants derrière cela.

Le hachage : une empreinte, pas un verrou

Une fonction de hachage n’est ni l’un ni l’autre : elle ne verrouille rien, et il n’existe aucune clé pour la déverrouiller. Le NIST la définit comme une fonction qui « fait correspondre une chaîne de bits de longueur arbitraire à une chaîne de bits de longueur fixe » — en termes simples, elle transforme tout fichier ou message en une courte empreinte de taille fixe. Le NIST précise les propriétés qu’une fonction de hachage approuvée doit avoir : il doit être infaisable en pratique de trouver une entrée produisant une sortie donnée (à sens unique), et infaisable de trouver deux entrées différentes produisant la même sortie (résistance aux collisions). C’est pourquoi le hachage sert à vérifier l’intégrité — ce fichier a-t-il changé ? — et à protéger les mots de passe stockés : un service peut vérifier un mot de passe par rapport à son hachage stocké sans jamais conserver le mot de passe lui-même. Les anciennes fonctions de hachage comme MD5 et SHA-1 ne sont plus considérées comme sûres face à un attaquant déterminé, c’est pourquoi les systèmes modernes utilisent plutôt les familles SHA-2 ou SHA-3.

Ce que chacun garantit réellement

Comment ils se combinent en pratique

Presque rien n’utilise un seul de ces outils. Une connexion sécurisée typique utilise brièvement le chiffrement asymétrique pour se mettre d’accord sur un secret partagé, puis passe au chiffrement symétrique rapide pour les données réelles, tandis que le hachage tourne en continu pour s’assurer que rien de ce qui a été envoyé n’a été modifié en chemin. Reconnaître ces trois rôles est ce qui donne du sens au reste de ce cours — signatures, certificats, TLS, et chiffrement de bout en bout — comme des combinaisons du même petit ensemble d’outils plutôt que comme de la magie séparée.