ArithmétiqueNotion · Glossaire
cryptographie
La cryptographie conçoit des méthodes pour protéger une information. Elle vise notamment la confidentialité, l'authenticité de la source et l'intégrité du message. Elle comprend la substitution, la transposition, le chiffrement symétrique ou asymétrique et les fonctions de hachage.
Sommaire
Ce que vous allez apprendre
- Comprendre les trois objectifs de confidentialité, authenticité et intégrité.
- Distinguer substitution, transposition, chiffrement symétrique, chiffrement asymétrique et hachage.
- Suivre une substitution lettre par lettre avec un décalage de 3.
En clair
Imaginez une phrase lisible que l'on transforme avant de la transmettre. Une personne autorisée utilise une clé ou un secret pour retrouver le message, tandis qu'un observateur ne doit pas le comprendre. La cryptographie organise ce geste de protection. Elle cherche aussi à montrer que le message vient bien de la bonne source et qu'il n'a pas été changé en chemin. Dans un ancien chiffre de substitution, chaque lettre peut être remplacée par une autre sans déplacer les lettres.
Le même mot recouvre donc plusieurs protections. Le chiffrement vise surtout la confidentialité. L'authenticité concerne l'origine du message, et l'intégrité concerne son absence d'altération. Ces trois objectifs expliquent pourquoi la cryptographie intervient dans des usages personnels, commerciaux et militaires.
Définition
La cryptographie est la branche de la cryptologie qui conçoit des méthodes cryptographiques pour protéger une information. Le chiffrement est l'une de ces méthodes : il transforme le message à l'aide d'un secret ou d'une clé ; le destinataire autorisé doit pouvoir retrouver l'information selon le système employé. La confidentialité signifie que seuls les destinataires autorisés accèdent à l'information. L'authenticité signifie que l'information provient d'une source légitime. L'intégrité signifie qu'elle n'a pas été altérée pendant sa transmission.
Les méthodes classiques comprennent la substitution, qui remplace les lettres sans changer leur ordre, et la transposition, qui permute les lettres du message. La cryptographie contemporaine distingue le chiffrement symétrique à clé secrète, le chiffrement asymétrique à clé publique et à clé privée, les signatures numériques, ainsi que les fonctions de hachage. La source cite notamment le chiffre de Vernam et DES pour le chiffrement symétrique, RSA pour le chiffrement asymétrique, DSA pour les signatures numériques, et les fonctions de hachage comme une autre famille.
Un exemple, pas à pas
Pour voir une substitution sans calcul lourd, on choisit un décalage de 3 lettres dans l'alphabet. Le message conducteur est « ABC ». Les données sont les lettres A, B et C, ainsi que le décalage 3.
La lettre A devient D, car trois positions séparent A et D.
La lettre B devient E, selon le même décalage.
La lettre C devient F, toujours sans changer l'ordre des trois lettres.
Le message transformé est donc « DEF ».
La lettre B devient E, selon le même décalage.
La lettre C devient F, toujours sans changer l'ordre des trois lettres.
Le message transformé est donc « DEF ».
Le contrôle consiste à appliquer le décalage inverse de 3 à D, E et F. On retrouve respectivement A, B et C. Cet exemple montre le mécanisme d'une substitution ; il ne suffit pas, à lui seul, à garantir les trois propriétés de la cryptographie.
En pratique
Dans un usage personnel, la cryptographie protège une information par chiffrement. Le geste consiste à utiliser une clé ou un secret, puis à réserver la lecture aux destinataires autorisés. Le critère observable est alors l'accès limité au contenu lisible.
Dans un usage commercial, elle peut aussi servir à vérifier l'origine et l'intégrité d'une information transmise. Ces objectifs complètent la confidentialité : une information peut être lisible tout en devant provenir d'une source légitime et rester inchangée.
Le choix de famille dépend du mécanisme souhaité. Le chiffrement symétrique utilise une clé secrète, le chiffrement asymétrique associe une clé publique et une clé privée, tandis qu'une fonction de hachage répond à une autre fonction de protection.
À ne pas confondre
Le chiffrement et la transposition ne désignent pas le même geste. Le chiffrement est une méthode de transformation protégée par une clé ou un secret. La transposition est une famille de méthode qui permute les lettres sans les remplacer. Dans une transposition ou une substitution définie explicitement, l'observation des lettres aide à caractériser le mécanisme : les mêmes lettres dans un autre ordre indiquent une transposition, tandis que des lettres remplacées sans changer leur ordre indiquent une substitution. Ces indices ne suffisent pas à caractériser tout chiffrement, qui peut combiner plusieurs opérations.
Le chiffrement symétrique et le chiffrement asymétrique se séparent par leurs clés. Le premier repose sur une clé secrète, tandis que le second distingue une clé publique et une clé privée. Cette différence tranche les deux notions, même si elles appartiennent toutes deux aux méthodes de chiffrement.
Limites et pièges
Un message transformé n'est pas automatiquement protégé selon les trois propriétés. Une substitution peut changer les lettres tout en laissant la source impossible à vérifier ou une altération impossible à détecter. Le symptôme est une transformation visible, mais aucune garantie explicitement établie d'authenticité ou d'intégrité. Il faut alors préciser l'objectif réellement assuré par le système.
Une autre précaution concerne les familles historiques et contemporaines. La substitution et la transposition décrivent des méthodes classiques ; Vernam et DES relèvent du chiffrement symétrique, RSA du chiffrement asymétrique, DSA de la signature numérique, et les fonctions de hachage d'une autre famille. Il faut donc identifier le mécanisme avant de conclure qu'un exemple représente toute la cryptographie.
Enfin, une clé publique ne signifie pas que toutes les informations deviennent publiques. Dans la famille asymétrique, la source distingue une clé publique et une clé privée. Le cas charnière est donc la présence de ces deux rôles de clé, à ne pas remplacer par l'idée vague d'un secret unique.
Pour aller plus loin
Pour prolonger la notion dans un contexte narratif, l'article Roman d'aventures et cryptographie permet d'observer comment la cryptographie s'inscrit dans une lecture de roman. Le lecteur y gagne un autre contexte pour relier le mécanisme de message protégé à une situation culturelle.
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