Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Sécurité des systèmes d’information (cryptographie et stéganographie) universit

Sécurité des systèmes d’information (cryptographie et stéganographie) université d’Alger 1 - Benyoucef Benkhedda • Depuis fort longtemps, les hommes ont tenté de rendre leurs communications les plus sûres possibles • Tout au cours de l’histoire, une difficile bataille eut lieu entre les constructeurs de code (cryptographes) et ceux qui essayaient de les briser (les cryptanalystes). Introduction 2 • La cryptologie peut être définie littéralement comme la science du secret. Elle se compose de deux grandes branches distinctes: La Cryptologie La Cryptographie La Cryptanalyse Etude et conception des méthodes et algorithmes de chiffrement des données claires à transmettre. Etude et analyse des informations chiffrées pour retrouver les informations originales sans avoir la permission. 3 Introduction Terminologie • Le chiffrement / Déchiffrement se fait généralement par une information commune entre l’émetteur et le récepteur (secret commun) appelé clé de chiffrement (en anglais: Key), sa nature dépond du type du chiffrement (voir plus loin) Message M Texte en clair: « un texte.. » Chiffrement C=E(M,Ke) Déchiffrement M=D(C,Kc)=D(E(M)) Message M Algorithme de chiffrement E Algorithme de déchiffrement D Canal de transmission Texte chiffré : cryptogramme « ☺☼♀☻ ♠♣▼╫◊ ♫◙◘€£ » Texte en clair: « un texte.. » Emetteur A:Cryptage/Chiffrement Récepteur B:Décryptage/Déchiffrement Espion C: Cryptanalyse Clé Ke Clé Kc Crypto-système 4 • Un crypto-système est sûr (sécurisé) s’il garantit qu’aucun intervenant n’a la possibilité de posséder la clef de chiffrement ou de déchiffrer le message en un temps finie raisonnable. • La sécurité ne doit reposer que sur la clef de chiffrement, les algorithmes de chiffrement/déchiffrement sont supposés être connus par tout le monde : • En 1883, August Kerckhoffs publia les principes suivants de sécurité d’un crypto- système • « La sécurité repose sur le secret de la clef en non sur le secret de l’algorithme » • « Le déchiffrement sans la clef doit être impossible » • « Trouver la clef à partir du couple (M,C) doit être impossible en un temps raisonnable ». Sécurité d’un crypto-système 5 • On peut classer les algorithmes de cryptographie selon plusieurs critères : Selon le mode d’utilisation de la clé : • Chiffrementsymétrique : la même clé est utiliséepour le chiffrement et le déchiffrement; • Chiffrement asymétrique: deux clés sont utilisées , l’une pour chiffrer (clé publique) et l’autre pour déchiffrer (clé privée). Selon le mode d’opération • Chiffrementpar Bloc: le texte en clair est divisé en blocs de tailles identiques • Chiffrementpar flot: le texte est considéré comme un flot de bits (chiffrement par bits ) Classes des crypto-systèmes 6 • Historiquement , la plupart des méthodes de chiffrement reposent sur deux principes essentiels : • Substituer signifie qu'on remplace certaines lettres par d'autres, ou par des symboles. • Transposition signifie qu'on permute les lettres du message afin de le rendre inintelligible. • Ces deux approches on été combinées pour crée la majorité des méthodes (algorithmes) de chiffrement/ déchiffrementà travers l’histoire. Historique de la cryptographie 7 La cryptographie est utilisée depuis l'antiquité – Il y a 4000 ans par les égyptiens • Cryptographie ancienne – Alphabet de la langue Ex: Français : 26 lettres • Chiffrement de documents – Domaine militaire et diplomatique – Chiffrement symétrique • Chiffre de César, de Vigénère, Scytale, Enigma, … 8 Historique de la cryptographie • Cryptographie moderne – L'apparition de l'informatique et prolifération des systèmes de communication – Alphabet = {0, 1} – Protection de l’information numérique • Domaine militaire, diplomatique, commercial • Protection de la vie privée – Chiffrement symétrique – Chiffrement asymétrique • Distribution de clés • Signature numérique 9 Historique de la cryptographie • L'historien grec Polybe (150 Av. JC) est à l'origine du premier procédé de chiffrement par substitution. C'est un système de transmission basé sur un carré de 25 cases. • En français, on supprime le W, qui sera remplacé par V. Il existe une variante où ce sont I et J qui se partagent la même case. • Chaque lettre peut être ainsi représentée par un groupe de deux chiffres : celui de sa ligne et celui de sa colonne. Ainsi e=(1;5), u=(5;1), n=(3;4)... Chiffrement de Polybe 10 • 60-50 avant JC Jules César décale les lettres de l'alphabet d'une quantité fixe dans les communications du gouvernement. • Le chiffrede César est une des plus simple méthodes d'encryptage connues. • C'est une technique de codage par substitution, c'est-à-dire que chaque lettre du texte en clair est remplacée par une autre lettre à distance fixe dans l'alphabet. • Par exemple, si l'on utilise un décalage de 3, A serait remplace par D, B deviendrait E, et ainsi de suite. Cette méthode doit son nom à Jules César, qui utilisait cette technique pour certaines de ses correspondances. Chiffrement de César 11 • Cette technique de chiffrement est-elle sécuritaire? On interceptepar exemple le message FAGEMYREMPURZV_EMZR_R FMNMDAZR • Essayons différents décalages… 1: E_FDLXQDLOTQYUZDLYQZQZELMLC_YQ 2: DZECKWPCKNSPXTYCKXPYPYDKLKBZXP 3… 4… 5… 6… 7… 8… 9… 10… 11… 12… 13: TOUS_LES_CHEMINS_MENENT_A_ROME • Après 13 essais, le message est parfaitement déchiffré sans avoir au préalable la valeur du décalage. • Clairement, le chiffrement de César n’est pas sécuritaire. Chiffrement de César 12 • Vue cette faiblesse, une amélioration a été apportée : Essayons autre chose: _ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z R D O H X A M T C _ B K P E Z Q I W N J F L G V Y U S • Chaque lettre est remplacée par une autre prédéfinie (table de correspondance) . TOUS_LES_CHEMINS_MENENT_A_ROME devient FQLJRPAJRHCAE_ZJREAZAZFRDRNQEA • Ce type de codage est appelé substitution mono-alphabétique. Le décodage devrait être plus difficile. Peut-on essayer tous les décodages possibles? • Il y a 27!=10888869450418352160768000000 possibilités… Substitution mono-alphabétique 13 • Le premier usage révélé de chiffrement par substitution dans un usage militaire est rapporté par Jules César dans La guerre des Gaules. César utilisait fréquemment ce type de chiffrement. • La substitution mono-alphabétique fut la technique de chiffrement la plus utilisée durant le premier millénaire. Nombreux savants de l’antiquité tenaient cette technique pour inviolable. • Ce sont les Arabes qui réussirent à briser ce code et qui inventèrent la cryptanalyse au 9ième siècle (Al-Kindi). La technique est appelée analyse des fréquences rédigée dans un traité intitulé ≪Manuscrit sur le déchiffrement des messages cryptographiques ≫. ﺔﻟﺎﺳر يدﻧﻛﻟا ﻲﻓ فﺷﻛ ﻲﻣﻌﻣﻟا (L’ouvrage fut découvert en 1987 dans une bibliothèque à Istanbul) Substitution mono-alphabétique 14 Substitution mono-alphabétique 15 Première page du Manuscrit d’Al-Kindi sur le déchiffrement des messages cryptographiques • Par exemple soit le texte chiffré suivant: nvxlbgi avxw n ctxnbw ubn dvttbn r bhxqacyb awbggbgi rbn cueciwv lcnibn vqnbcxz rbn tbwn hxq nxqlbgi qgrvubgin mvtacygvgn rb lvscyb ub gclqwb yuqnncgi nxw ubn yvxoowbn ctbwn c abqgb ubn vgi qun rbavnbn nxw ubn aucgmdbn hxb mbn wvqn rb u ckxw tcucrwvqin bi dvgibxz ucqnnbgi aqibxnbtbgi ubxwn ywcgrbn cqubn eucgmdbn mvttb rbn clqwvgn iwcqgbw c mvib r bxz mb lvscybxw cqub mvttb qu bni ycxmdb bi lbxub uxq gcyxbwb nq ebcx hx qu bni mvtqhxb bi ucqr u xg cycmb nvg ebm clbm xg ewxubyxbxub u cxiwb tqtb bg evqicgi u qgoqwtb hxq lvucqi ub avbib bni nbteuceub cx awqgmb rbn gxbbn hxq dcgib uc ibtabib bi nb wqi rb u cwmdbw bzqub nxw ub nvu cx tquqbx rbn dxbbn nbn cqubn rb ybcgi u btabmdbgirb tcwmdbw Substitution mono-alphabétique 16 • En utilisentles fréquences des lettres en français, on remarque que : Dans le chiffré : B N C U X Q G I W V 18,7 9,91 7,78 6,90 6,72 6,37 5,84 5,84 5,30 4,60 En français : E S A N T I R U L O 17,8 8,23 7,68 7,61 7,30 7,23 6,81 6,05 5,89 5,34 Substitution mono-alphabétique 17 • On déduit donc que : B→E, N →S, C →A, ce qui donne : Substitution mono-alphabétique svxlegi avxw s atxsew ues dvttes r ehxqaaye aweggegi res aueaiwvs lasies vqseaxz res tews hxq sxqlegi qgrvuegis mvtaaygvgs re lvsaye ue galqwe yuqssagi sxw ues yvxoowes atews a aeqge ues vgi qus reavses sxw ues auagmdes hxe mes wvqs re u akxw tauarwvqis ei dvgiexz uaqssegi aqiexsetegi uexws ywagres aques euagmdes mvtte res alqwvgs iwaqgew a mvie r exz me lvsayexw aque mvtte qu esi yaxmde ei lexue uxq gayxewe sq eeax hx qu esi mvtqhxe ei uaqr u xg ayame svg eem alem xg ewxueyxexue u axiwe tqte eg evqiagi u qgoqwte hxq lvuaqi ue aveie esi seteuaeue ax awqgme res gxees hxq dagie ua ietaeie ei se wqi re u awmdew ezque sxw ue svu ax tquqex res dxees ses aques re yeagi u etaemdegi re tawmdew 18 • On peut utiliser ensuite les statistiques sur le bigrammes: Bigrammes les plus fréquents dans le chiffré : ES UE GI RE EG EX IE SE QU TE UA EW AG AQ HX 25 17 13 12 9 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 Bigrammes les plus fréquents en français : ES LE EN DE RE NT ON ER TE SE ET EL QU AN uploads/Management/ 2-crypto.pdf