signature numérique

Quand une personne signe un document numérique, le destinataire doit pouvoir reconnaître l'expéditeur et voir si le fichier a changé. La signature numérique joue ces deux rôles. Elle associe au document une empreinte calculée par une fonction de hachage, puis utilise une clé privée que seul le signataire doit contrôler.

Le destinataire vérifie la signature avec la clé publique correspondante. Si le document a été modifié, son empreinte ne correspond plus à celle qui a été signée. La signature ne chiffre donc pas nécessairement le document : elle permet surtout d'en vérifier l'origine et l'intégrité.

Une signature numérique est un procédé cryptographique qui lie un message à l'identité supposée de son émetteur et permet de contrôler l'intégrité de ce message. Elle repose sur deux primitives combinées. La première est un algorithme de signature numérique, distinct d'un algorithme de chiffrement asymétrique, même si tous deux peuvent utiliser une cryptographie à clé publique. Le signataire utilise sa clé privée pour produire la signature, tandis qu'un destinataire utilise la clé publique correspondante pour la vérifier.

La seconde primitive est une fonction de hachage. Elle transforme le message en une empreinte de taille fixe. La signature porte généralement sur cette empreinte plutôt que sur le message entier. Lors de la vérification, le destinataire recalcule l'empreinte du message reçu et la compare au résultat authentifié par la signature. Une différence signale une modification ou une vérification qui ne correspond pas aux données attendues.

La vérification établit ainsi l'authenticité cryptographique de la signature et l'intégrité du contenu, sous réserve que la clé publique soit correctement associée au signataire et que la clé privée soit restée secrète. Elle ne prouve pas, à elle seule, que le signataire a lu le document ni que le document est juridiquement valable dans tous les contextes.

Alice envoie à Bob un contrat numérique. Le contrat reçu est le même que celui qu'Alice voulait signer, et Alice conserve sa clé privée tandis que Bob connaît la clé publique correspondante.

1. La fonction de hachage transforme le contrat en une empreinte de taille fixe.
2. Alice utilise sa clé privée pour signer cette empreinte.
3. Bob reçoit le contrat et la signature.
4. Bob recalcule l'empreinte du contrat reçu.
5. Bob vérifie la signature avec la clé publique d'Alice et compare les deux empreintes.

Si les vérifications concordent, la signature est cohérente avec la clé publique d'Alice et le contrat reçu n'a pas été modifié depuis la signature, dans les hypothèses annoncées. Si une seule lettre du contrat change, la nouvelle empreinte peut différer et, sous l'hypothèse usuelle d'absence de collision et de sécurité du schéma, la vérification devrait signaler l'incohérence.

Pour signer un document, le signataire utilise le dispositif ou le service qui protège sa clé privée. Le document et la signature sont ensuite transmis ensemble au destinataire.

Pour vérifier, le destinataire contrôle la signature avec la clé publique associée, puis s'assure que cette association renvoie bien au signataire attendu. Il conserve aussi la version du document qui a été vérifiée.

Une signature numérique convient lorsque l'objectif est de détecter une modification et d'authentifier cryptographiquement un émetteur. Si l'objectif est de garder le contenu secret, il faut ajouter un mécanisme de chiffrement : la signature seule ne remplit pas ce rôle.

Une signature numérique ne se confond pas avec un chiffrement. Le critère qui les sépare est la propriété recherchée : avec la signature, le destinataire vérifie l'origine et l'intégrité ; avec le chiffrement, il empêche les personnes dépourvues de la clé nécessaire de lire le contenu. Un contrat signé mais lisible par tous illustre la première propriété, pas la seconde.

Elle ne se confond pas non plus avec une image d'une signature manuscrite. Une image peut être copiée sans fournir de vérification cryptographique. Dans le cas d'Alice et Bob, c'est la relation entre la clé privée, la clé publique et l'empreinte du contrat qui permet le contrôle.

Une vérification réussie ne suffit pas si la clé publique n'est pas authentiquement associée au signataire attendu. Le symptôme est une signature cohérente avec une clé, mais avec une clé fournie par un imposteur. Il faut alors contrôler cette association par le mécanisme de confiance prévu, au lieu de comparer la signature seule.

La confidentialité est un cas distinct. Une signature peut laisser le contrat lisible pendant qu'elle en garantit l'intégrité. Si le contenu doit rester secret, un chiffrement adapté doit être ajouté ; la signature ne doit pas être présentée comme un substitut.

La valeur juridique n'est pas une propriété cryptographique identique dans tous les pays et pour tous les actes. Dans l'Union européenne, l'effet juridique équivalent à la signature manuscrite est attaché à la signature électronique qualifiée, sous les conditions du cadre applicable ; cette règle ne s'étend pas automatiquement à toute signature électronique ni à tous les actes. Il faut donc vérifier les exigences du contexte juridique précis.

Le prolongement naturel de cette notion est l'étude conjointe du chiffrement asymétrique et des fonctions de hachage. Elle permet de comprendre pourquoi une clé privée signe, pourquoi une clé publique vérifie et pourquoi une petite modification du message doit être détectable, sans confondre authenticité, intégrité et confidentialité.