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ArithmétiqueNotion · Glossaire

code AES

L'AES (Advanced Encryption Standard) est un algorithme de chiffrement symétrique par blocs : il transforme des blocs de 128 bits au moyen d'une clé secrète de 128, 192 ou 256 bits. Il applique pour cela une succession de tours qui mêlent les données et la clé afin de rendre le contenu illisible sans la clé.
Structure d'un traitement AES Un bloc clair de 128 bits reçoit d'abord une sous-clé, traverse des tours ordinaires, puis un dernier tour sans mélange de colonnes, avant de ressortir en bloc chiffré de 128 bits. Bloc clair 128 bits Initiale · ajout de sous-clé Tours ordinaires substitution → transposition → mélange → ajout de sous-clé Dernier tour · sans mélange substitution → transposition → ajout de sous-clé Bloc chiffré 128 bits Clé · 128, 192 ou 256 bits
AES conserve des blocs de 128 bits. Les tours ordinaires ont quatre opérations ; le dernier omet le mélange des colonnes.
Sommaire

Ce que vous allez apprendre

  • Distinguer la taille fixe des blocs des trois longueurs de clé AES.
  • Identifier les quatre opérations associées dans les tours du réseau de substitution-permutation.
  • Suivre le traitement cohérent d'un message de 256 bits en deux blocs.
  • Ne plus confondre AES avec DES ou Triple DES.

En clair

Imaginez un document découpé en paquets de 128 bits. AES transforme chaque paquet en combinant plusieurs fois substitutions, déplacements, mélanges et ajout d'une sous-clé.
Le chiffrement est dit symétrique parce que la même clé secrète sert à chiffrer et à déchiffrer les données ; elle doit donc être partagée entre les personnes ou systèmes concernés. Cette clé comporte 128, 192 ou 256 bits, tandis que la taille des paquets reste toujours de 128 bits.

Définition

AES, pour Advanced Encryption Standard, est un algorithme de chiffrement symétrique par blocs. Il transforme des blocs de données de 128 bits à l'aide d'une clé de 128, 192 ou 256 bits. La taille du bloc ne varie donc pas avec celle de la clé. Adopté par le NIST en 2001, AES résulte d'une compétition internationale lancée en 1997 afin de remplacer DES et Triple DES, jugés insuffisamment robustes face aux attaques modernes.
Son architecture est un réseau de substitution-permutation organisé en plusieurs tours. Après une addition initiale de sous-clé, les tours ordinaires mobilisent une substitution non linéaire, une transposition, un mélange de colonnes et l'addition d'une sous-clé de tour ; le dernier tour omet le mélange de colonnes. Cette structure transforme le bloc initial en bloc chiffré. Les trois longueurs de clé sont des variantes d'AES ; elles ne désignent pas trois tailles de bloc.

Un exemple, pas à pas

Un message de 256 bits doit être traité avec AES et une clé de 256 bits.
Données :
• longueur du message : 256 bits ;
• longueur d'un bloc AES : 128 bits ;
• longueur de la clé choisie : 256 bits.
1. On calcule le nombre de blocs : 256 ÷ 128 = 2. Le message fournit donc exactement deux blocs de 128 bits.
2. AES chiffre un bloc à la fois. Pour traiter le message entier, il faut donc choisir un mode d'opération qui précise comment ses deux blocs sont pris en charge.
3. Avec la clé AES de 256 bits annoncée, on chiffre les deux blocs selon les règles du mode choisi : suivant ce mode, leur traitement peut être indépendant ou chaîné.
4. Le contrôle porte sur les tailles : 2 × 128 = 256 bits traités, et 256 bits est bien l'une des trois longueurs de clé admises. La longueur de la clé ne change pas le découpage en blocs.

En pratique

Pour choisir AES, on vérifie d'abord que le besoin porte sur un chiffrement symétrique par blocs. Si les personnes concernées ne peuvent pas partager une clé secrète, AES seul ne règle pas cet échange de clé.
On choisit ensuite une longueur de clé admise : 128, 192 ou 256 bits. Une clé annoncée avec une autre longueur ne correspond pas à l'une des variantes définies dans le standard AES.
Lors d'une lecture technique, on sépare toujours deux informations : le bloc mesure 128 bits, alors que la clé peut mesurer 128, 192 ou 256 bits. Ce contrôle évite de confondre le format des données avec le choix de clé.

À ne pas confondre

AES et DES. Ce sont deux standards distincts. Le critère décisif est le nom de l'algorithme employé : une procédure annoncée comme DES n'est pas une variante d'AES. AES a précisément été sélectionné pour remplacer DES, devenu insuffisamment robuste face aux attaques modernes.
AES et Triple DES. Triple DES n'est pas AES avec une clé plus longue. Si le procédé est nommé Triple DES, il appartient au standard qu'AES devait également remplacer ; les variantes AES se reconnaissent aux clés de 128, 192 ou 256 bits.

Limites et pièges

Une clé de 256 bits ne crée pas des blocs de 256 bits. Le symptôme est un découpage fondé sur la longueur de clé. Il faut conserver des blocs de 128 bits et traiter séparément le choix de la clé.
Toute longueur de clé n'est pas une variante AES. Une clé annoncée, par exemple, à 160 bits ne figure pas parmi les trois longueurs admises. Il faut employer 128, 192 ou 256 bits pour parler d'AES.
AES ne se réduit pas à une substitution. Une description qui omet transposition, mélange de colonnes ou addition de la sous-clé est incomplète. Il faut considérer l'enchaînement de ces opérations au fil de plusieurs tours.

Pour aller plus loin

chiffrement — Situer AES dans l'opération générale qui transforme une information pour en protéger la lecture.
cryptographie — Replacer le chiffrement symétrique dans le domaine plus large des procédés cryptographiques.
code DES — Examiner le standard antérieur qu'AES a été choisi pour remplacer.
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