Exercices : sécurisation des communications

Réponse B. Le chiffrement symétrique repose sur une clé unique, identique pour chiffrer et déchiffrer. Le problème est la transmission sécurisée de cette clé.

• A est faux : c’est le principe du chiffrement asymétrique ;
• C est faux : la clé publique seule ne suffit pas en chiffrement symétrique ;
• D est faux : la sécurité repose sur le secret de la clé, pas de l’algorithme (principe de Kerckhoffs).

Réponse C. L’intégrité garantit que le message reçu est identique au message envoyé, sans altération.

• A est faux : la confidentialité empêche un tiers de lire le message ;
• B est faux : l’authentification vérifie l’identité de l’émetteur ;
• D est faux : la non-répudiation empêche l’émetteur de nier avoir envoyé le message.

Réponse C. Bob chiffre avec la clé publique d’Alice (accessible à tous). Seule Alice pourra déchiffrer avec sa clé privée (qu’elle seule possède).

• A est faux : Bob n’a pas accès à la clé privée d’Alice ;
• B est faux : chiffrer avec sa propre clé publique ne permettrait qu’à lui-même de déchiffrer ;
• D est faux : chiffrer avec sa clé privée correspondrait à une signature, pas à un chiffrement confidentiel.

Réponse B. Le chiffrement de César décale chaque lettre de 3 positions dans l’alphabet : D → E → F → G.

• A est faux : ce serait un décalage de -3 (déchiffrement) ;
• C est faux : ce serait un décalage de 2 ;
• D est faux : ce serait un décalage de 4.

Réponse B. Le certificat numérique, délivré par une autorité de certification, permet au navigateur de vérifier qu’il communique bien avec le bon serveur (authentification), puis d’établir une connexion chiffrée (protocole TLS/SSL).

• A est faux : le certificat utilise le chiffrement asymétrique pour échanger la clé de session ;
• C est faux : le certificat ne protège pas contre toutes les attaques (par exemple, les attaques côté client) ;
• D est faux : les certificats ne servent pas au stockage de mots de passe.

1. Confidentialité menacée : le pirate a pu lire le contenu du message alors qu’il n’en était pas le destinataire.
2. Intégrité menacée : le message a été altéré pendant son transport. Le destinataire reçoit un montant différent de celui envoyé par l’expéditeur.
3. Authentification menacée : le client croit communiquer avec sa banque, mais il communique en réalité avec le pirate. C’est une attaque de l’homme du milieu.
4. Intégrité et authentification menacées : le message original a été remplacé (intégrité), et le destinataire croit que le nouveau message provient de l’expéditeur légitime (authentification). En revanche, la confidentialité du message original n’est pas nécessairement compromise (le pirate ne peut pas le déchiffrer s’il n’a pas la clé privée).

1. Clé NSI répétée : NSINSI. Décalages : 13, 18, 8, 13, 18, 8.

   • P(15) + 13 = 2 → C
   • Y(24) + 18 = 16 → Q
   • T(19) + 8 = 1 → B
   • H(7) + 13 = 20 → U
   • O(14) + 18 = 6 → G
   • N(13) + 8 = 21 → V

   Le message chiffré est CQBUGV.

def chiffre_vigenere(message, cle):
    resultat = ""
    j = 0
    for c in message:
        if "A" <= c <= "Z":
            decalage = ord(cle[j % len(cle)]) - ord("A")
            resultat += chr((ord(c) - ord("A") + decalage) % 26 + ord("A"))
            j += 1
        else:
            resultat += c
    return resultat

def dechiffre_vigenere(message, cle):
    resultat = ""
    j = 0
    for c in message:
        if "A" <= c <= "Z":
            decalage = ord(cle[j % len(cle)]) - ord("A")
            resultat += chr((ord(c) - ord("A") - decalage) % 26 + ord("A"))
            j += 1
        else:
            resultat += c
    return resultat

4. Avec César, chaque lettre est toujours décalée de la même valeur : la fréquence des lettres dans le message chiffré reflète directement celle du message clair (le E chiffré est toujours la même lettre). Avec Vigenère, une même lettre du message clair peut donner des lettres chiffrées différentes selon sa position, ce qui brouille les fréquences.

5. Non, il n’est pas incassable. Si un attaquant devine la longueur de la clé (par exemple par le test de Kasiski ou l’indice de coïncidence), il peut décomposer le message en autant de sous-messages, chacun chiffré par un simple César, et appliquer l’analyse fréquentielle sur chaque sous-message.

1. Alice chiffre son message avec ce qu’elle croit être la clé publique de Bob, mais qui est en réalité la clé publique d’Ève. Elle envoie le message chiffré.

2. Oui. Ève intercepte le message et le déchiffre avec sa clé privée (puisque le message a été chiffré avec sa clé publique). Elle peut donc lire le contenu en clair.

3. Oui. Après avoir lu le message, Ève le re-chiffre avec la vraie clé publique de Bob et le lui transmet. Bob le déchiffre normalement avec sa clé privée et ne se doute de rien : il reçoit bien le message d’Alice, sans savoir qu’Ève l’a lu.

4. Le certificat électronique délivré par une autorité de certification (AC). L’AC vérifie l’identité du propriétaire de chaque clé publique et signe un certificat liant cette clé à son propriétaire. Quand Alice récupère la clé publique de Bob, elle vérifie le certificat : si Ève a remplacé la clé, le certificat ne correspondra pas, et Alice sera alertée.

1. Fréquences dans le message chiffré (en ignorant les espaces) :

   H apparaît 9 fois, Q apparaît 5 fois, W apparaît 3 fois, F apparaît 2 fois, K apparaît 2 fois, L apparaît 2 fois, I apparaît 2 fois, P apparaît 2 fois, O apparaît 1 fois, U apparaît 1 fois, V apparaît 1 fois, X apparaît 1 fois, R apparaît 1 fois, G apparaît 1 fois, D apparaît 1 fois.

2. H est la lettre la plus fréquente (7 occurrences). Dans un texte français, la lettre la plus fréquente est E. Si H correspond à E, le décalage est 7 − 4 = 3. On peut vérifier : avec un décalage de 3, Q (16) → N (13), W (22) → T (19), P (15) → M (12). Les lettres N, T, M sont bien fréquentes en français. De plus, chaque lettre est décalée du même nombre, ce qui confirme qu’il s’agit d’un chiffrement de César.

3. En décalant chaque lettre de −3 : LE CHIFFREMENT EST UNE METHODE ANCIENNE.

def casse_cesar(message_chiffre):
    for decalage in range(26):
        resultat = ""
        for c in message_chiffre:
            if "A" <= c <= "Z":
                resultat += chr((ord(c) - ord("A") - decalage) % 26 + ord("A"))
            else:
                resultat += c
        print(f"Décalage {decalage:2d} : {resultat}")

En exécutant casse_cesar("OH FKLIIUHPHQW HVW XQH PHWKRGH DQFLHQQH"), le décalage 3 donne le seul résultat lisible.

Partie A

1. Le s signifie secure : la communication est chiffrée. Le protocole HTTP est encapsulé dans une couche de sécurité.

2. Le protocole TLS (anciennement SSL).

3. Le certificat garantit que la clé publique reçue appartient bien au serveur de la banque et non à un imposteur. Sans cette vérification, un pirate pourrait se faire passer pour le serveur de la banque en présentant sa propre clé publique (attaque de l’homme du milieu).

4. Étapes simplifiées :

   • Le navigateur de Clara contacte le serveur et demande une connexion sécurisée.
   • Le serveur envoie son certificat contenant sa clé publique.
   • Le navigateur vérifie ce certificat auprès d’une autorité de certification.
   • Le navigateur génère une clé de session aléatoire, la chiffre avec la clé publique du serveur et l’envoie (chiffrement asymétrique).
   • Le serveur déchiffre cette clé de session avec sa clé privée.
   • La communication se poursuit en chiffrement symétrique avec la clé de session.

Partie B

5. Le chiffrement est symétrique (avec la clé de session échangée lors de l’étape précédente). Le chiffrement asymétrique est trop lent pour chiffrer de grandes quantités de données en temps réel. Le protocole hybride utilise l’asymétrique uniquement pour transmettre la clé de session de manière sécurisée.

6. Le serveur de la banque (au nom de Clara, authentifiée par ses identifiants) :

   • calcule une empreinte de l’ordre de virement à l’aide d’une fonction de hachage ;
   • chiffre cette empreinte avec la clé privée du serveur : c’est la signature ;
   • envoie l’ordre de virement accompagné de la signature.

   Le destinataire (le système de la banque de David) :

   • déchiffre la signature avec la clé publique de la banque de Clara ;
   • recalcule l’empreinte de l’ordre reçu ;
   • compare les deux empreintes : si elles sont identiques, l’ordre n’a pas été modifié (intégrité) et provient bien de la banque de Clara (authentification).

Partie C

import random
import string

def genere_cle_session(taille):
    caracteres = string.ascii_uppercase + string.digits
    return "".join(random.choice(caracteres) for _ in range(taille))

def xor_chiffre(message, cle):
    resultat = ""
    for i in range(len(message)):
        c_msg = ord(message[i])
        c_cle = ord(cle[i % len(cle)])
        resultat += chr(c_msg ^ c_cle)
    return resultat

Le XOR a la propriété intéressante d’être sa propre inverse : xor_chiffre(xor_chiffre(message, cle), cle) redonne le message original. C’est le même principe que le chiffrement symétrique : la même clé sert à chiffrer et à déchiffrer.