Chiffrement & Hachage
Le Chiffrement
Pour comprendre comment l'utiliser faut comprendre comment ça fonctionne. Le chiffrement est le processus de transformation de données lisibles (texte en clair) en un format illisible (texte chiffré), afin de protéger ces données contre l'accès non autorisé. L'objectif du chiffrement est de garantir que seules les parties autorisées, possédant la clé appropriée, puissent accéder à l'information.
Comment ça Fonctionne ?
Le chiffrement repose sur des algorithmes qui utilisent des clés pour transformer les données. Ce processus se divise en deux étapes principales :
- Chiffrement : Le texte en clair est pris et transformé à l'aide d'un algorithme de chiffrement (comme AES, RSA, etc.) et d'une clé secrète pour produire du texte chiffré.
- Déchiffrement : Le texte chiffré peut être reconverti en texte en clair uniquement avec la clé appropriée.
Il existe deux principaux types de chiffrement :
- Chiffrement symétrique : La même clé est utilisée pour chiffrer et déchiffrer les données.
- Chiffrement asymétrique : Deux clés différentes sont utilisées : une clé publique pour chiffrer et une clé privée pour déchiffrer.
Le chiffrement symétrique est plus rapide et est utilisé dans des situations où des volumes importants de données doivent être traités. Le chiffrement asymétrique est utilisé par exemple pour le chiffrement/déchiffrement de message notamment avec PGP/GPG
AES-256 : Présentation Technique
AES (Advanced Encryption Standard) est l'un des algorithmes de chiffrement symétrique les plus populaires et largement utilisés pour sécuriser des données sensibles. AES-256 fait référence à une version de cet algorithme utilisant une clé de 256 bits pour le chiffrement.
1. Historique de l'AES
- Création : AES a été adopté par le National Institute of Standards and Technology (NIST) en 2001 comme norme de chiffrement pour remplacer le DES (Data Encryption Standard).
- Origine : AES a été conçu par deux cryptographes belges, Joan Daemen et Vincent Rijmen, et est basé sur leur algorithme Rijndael.
2. Fonctionnement de l'AES-256
AES fonctionne sur des blocs de 128 bits et offre trois longueurs de clés différentes :
- AES-128 : Clé de 128 bits
- AES-192 : Clé de 192 bits
- AES-256 : Clé de 256 bits
L'algorithme AES utilise une série d'opérations appelées "rounds" (itérations). Le nombre de rounds dépend de la taille de la clé :
- AES-128 : 10 rounds
- AES-192 : 12 rounds
- AES-256 : 14 rounds
Chaque round implique plusieurs étapes :
- SubBytes : Substitution de bytes (bytes de données sont remplacés par d'autres selon une table prédéfinie).
- ShiftRows : Déplacement des lignes de données.
- MixColumns : Mélange des colonnes de données.
- AddRoundKey : Application d'une clé de round à la donnée.
3. Sécurité d'AES-256
AES-256 est considéré comme hautement sécurisé et est utilisé dans de nombreuses applications, notamment pour la protection des données gouvernementales et militaires. La clé de 256 bits rend l'algorithme particulièrement difficile à briser par une attaque de force brute, ce qui signifie qu'il faudrait essayer un nombre astronomique de combinaisons avant de réussir à deviner la clé correcte.
4. Avantages de l'AES-256
- Haute sécurité : Avec une clé de 256 bits, AES-256 offre un niveau de sécurité extrêmement élevé.
- Efficacité : AES-256 est un algorithme relativement rapide et efficace, même sur des systèmes avec des ressources limitées.
- Standard de l'industrie : Il est largement adopté par les organismes gouvernementaux et les entreprises pour la protection des données sensibles.
5. Attaques contre AES-256
- Attaques par force brute : Compte tenu de la taille de la clé (256 bits), une attaque par force brute pour AES-256 est actuellement irréaliste, car cela nécessiterait un temps de calcul astronomique avec les technologies actuelles.
- Attaques par cryptanalyse : Il existe des techniques plus sophistiquées, mais AES-256 reste résistant aux attaques de cryptanalyse.
6. Applications de l'AES-256
AES-256 est utilisé dans de nombreuses applications de sécurité :
- Chiffrement des disques durs : Par exemple, BitLocker (Windows) et FileVault (macOS) utilisent AES-256 pour le chiffrement des données des disques.
- VPN et TLS : Utilisé pour sécuriser les communications sur Internet.
- Cryptomonnaies : Par exemple, Bitcoin utilise AES-256 pour chiffrer les clés privées.
Le Hachage
Le hachage est une méthode de transformation de données en une valeur fixe (appelée empreinte ou hash) qui représente de manière unique une donnée d'entrée, peu importe sa taille. Contrairement au chiffrement, le hachage est un processus unidirectionnel, c'est-à-dire qu'une fois les données hachées, il est pratiquement impossible de revenir à la donnée originale.
Comment ça Fonctionne ?
Le hachage utilise une fonction de hachage qui prend une entrée (ou message) et la transforme en une valeur fixe, appelée hash. Les fonctions de hachage sont déterministes, ce qui signifie que pour une même entrée, le résultat du hachage sera toujours le même.
Étapes du Hachage :
- Entrée : On commence avec un texte ou un fichier d'entrée.
- Fonction de Hachage : La fonction de hachage traite l'entrée pour produire une valeur de taille fixe.
- Sortie (Hash) : Le résultat est une empreinte unique qui représente l'entrée.
Les fonctions de hachage sont utilisées dans des domaines comme la sécurité des mots de passe, l'intégrité des fichiers et des messages, ainsi que dans des structures comme les tables de hachage.
SHA-512 : Présentation Technique
SHA-512 (Secure Hash Algorithm - 512 bits) est une fonction de hachage cryptographique de la famille SHA-2, développée par le National Security Agency (NSA). Il génère une empreinte de 512 bits, et est largement utilisé pour garantir l'intégrité des données dans de nombreux systèmes de sécurité.
1. Historique de SHA-512
- Création : SHA-512 fait partie de la famille SHA-2, qui a été conçue par la NSA en 2001. La famille SHA-2 a été développée pour remplacer l'algorithme SHA-1, qui avait des vulnérabilités.
- Origine : SHA-2 a été conçu pour offrir une sécurité améliorée par rapport aux versions précédentes comme SHA-1, et SHA-512 fait partie de cette évolution.
2. Fonctionnement de SHA-512
SHA-512 génère une empreinte de 512 bits à partir de n'importe quelle taille d'entrée. Il fonctionne en plusieurs étapes :
- Prétraitement : Le message d'entrée est d'abord préparé par un processus de padding (ajout de bits à la fin) afin que sa taille soit un multiple de 1024 bits.
- Division en blocs : Le message est divisé en blocs de 1024 bits.
- Initialisation : SHA-512 utilise huit valeurs initiales de 64 bits (basées sur les racines carrées des premiers huit nombres premiers).
- Compression : Chaque bloc de 1024 bits est traité par un algorithme de compression qui utilise ces valeurs initiales et effectue une série d'opérations logiques et mathématiques.
- Calcul du hash : Après avoir traité tous les blocs, un résultat final de 512 bits est produit comme empreinte.
3. Sécurité de SHA-512
SHA-512 est considéré comme extrêmement sécurisé pour les applications actuelles. Les principales raisons sont les suivantes :
- Immunité à la collision : Aucune collision (deux entrées produisant la même empreinte) n'a été trouvée, et cela reste pratiquement impossible à générer avec les capacités actuelles de calcul.
- Résistance à l'attaque par force brute : Les attaquants doivent tester une quantité astronomique de combinaisons pour inverser une empreinte.
- Taille de l'empreinte : La longueur de 512 bits rend SHA-512 très résistant à toute tentative de collision ou d'attaque par préimage.
4. Avantages de SHA-512
- Haute sécurité : SHA-512 est un algorithme robuste et sécurisé, adapté aux applications nécessitant une haute sécurité.
- Taille d'empreinte élevée : Avec 512 bits, SHA-512 offre un niveau de sécurité très élevé.
- Utilisé dans la blockchain : SHA-512 est utilisé dans des systèmes comme Bitcoin pour vérifier l'intégrité des transactions.
5. Attaques contre SHA-512
- Attaques par collision : Bien que les collisions ne soient actuellement pas possibles à générer avec SHA-512, théoriquement, cela pourrait devenir une possibilité avec des avancées dans la cryptanalyse.
- Attaques par force brute : Comme pour tout algorithme de hachage, une attaque par force brute pourrait tenter de découvrir une entrée correspondante à une empreinte donnée. Cependant, en raison de la longueur de l'empreinte (512 bits), cela est impraticable.
6. Applications de SHA-512
SHA-512 est largement utilisé dans des contextes nécessitant une forte sécurité des données :
- Hachage des mots de passe : SHA-512 est utilisé pour hacher les mots de passe stockés dans les systèmes afin qu'ils ne soient pas accessibles sous forme lisible.
- Intégrité des données : Il est couramment utilisé dans les systèmes de stockage pour garantir que les données n'ont pas été altérées.
- Certificats SSL/TLS : SHA-512 est utilisé pour signer et vérifier les certificats SSL/TLS dans les protocoles de sécurité sur Internet.
- Blockchain : SHA-512 est utilisé dans des réseaux comme Bitcoin pour vérifier l'intégrité des transactions.
Pourquoi Utiliser les Deux ?
1. Chiffrement pour la Confidentialité
Le chiffrement sert à protéger la confidentialité des données. Lorsqu'une information est chiffrée, elle est convertie en un format illisible (chiffre) à l'aide d'un algorithme de chiffrement et d'une clé. Seule une personne disposant de la clé appropriée peut déchiffrer les données et les rendre lisibles. Cela garantit que, même si les données sont interceptées, elles ne peuvent être lues que par une personne autorisée.
Exemple :
- Chiffrement AES-256 pour protéger des messages, des fichiers ou des communications sur un réseau. L'algorithme AES-256 garantit que les données sont protégées contre tout accès non autorisé.
2. Hachage pour l'Intégrité et l'Authenticité
Le hachage, en revanche, est utilisé pour garantir l'intégrité des données. Un hash ou empreinte est produit par une fonction de hachage qui prend des données d'entrée (quel que soit leur format) et les transforme en une valeur de taille fixe. Cette valeur est unique pour l'ensemble des données, ce qui permet de vérifier si les données ont été altérées ou modifiées.
Exemple :
- Un hachage SHA-512 peut être utilisé pour vérifier l'intégrité d'un fichier téléchargé. Après avoir téléchargé le fichier, un utilisateur peut recalculer le hachage du fichier et le comparer avec celui qui a été fourni par la source. Si les hachages correspondent, l'intégrité du fichier est garantie.
3. Utilisation Conjointe pour une Sécurité Renforcée
Lorsque combinés, le chiffrement et le hachage fournissent un mécanisme puissant pour assurer à la fois la confidentialité, l'intégrité et l'authenticité des données. Un exemple courant est l'utilisation du hachage dans les systèmes de gestion des mots de passe, et du chiffrement pour protéger les communications ou les fichiers sensibles.
Exemple de cas d'usage :
- Stockage sécurisé des mots de passe :
- Les mots de passe sont d'abord hachés avec une fonction de hachage robuste (comme SHA-512 ou bcrypt) avant d'être stockés dans la base de données.
- Lorsqu'un utilisateur se connecte, le mot de passe fourni est à nouveau haché et comparé avec le hachage stocké. Comme le hachage est unidirectionnel, même les administrateurs du système ne peuvent pas connaître les mots de passe originaux.
- De plus, des techniques comme le salage sont utilisées pour rendre les hachages encore plus sécurisés, empêchant les attaques par dictionnaire ou par force brute.
4. Signature Numérique : Combinaison des Deux
Un autre exemple de l'utilisation conjointe du chiffrement et du hachage est la création d'une signature numérique. La signature numérique utilise un processus de hachage combiné avec un algorithme de chiffrement asymétrique pour garantir l'authenticité et l'intégrité des messages.
- Le message original est d'abord haché (par exemple, avec SHA-512), créant une empreinte unique.
- Cette empreinte est ensuite chiffrée avec la clé privée de l'expéditeur pour générer la signature numérique.
- Le destinataire peut alors déchiffrer la signature avec la clé publique de l'expéditeur pour vérifier que l'empreinte correspond au message et que celui-ci n'a pas été altéré. Cela permet de prouver que le message provient bien de l'expéditeur et n'a pas été modifié pendant la transmission.
En gros
- Le chiffrement assure la confidentialité des données, rendant impossible l'accès aux informations sensibles pour toute personne non autorisée.
- Le hachage permet de garantir l'intégrité et l'authenticité des données, assurant que celles-ci n'ont pas été modifiées de manière non autorisée.
- Ensemble, ces deux mécanismes cryptographiques offrent un cadre de sécurité robuste pour la protection des données sensibles, qu'elles soient stockées ou en transit.
Chiffrer son disque Dur (Sur Debian ou Arch ici Windows on s'en branle)
Le chiffrement des disques durs est une pratique essentielle pour protéger les données sensibles stockées sur votre machine. Sous Debian et Arch Linux, plusieurs outils permettent de chiffrer les disques de manière sécurisée. Voici quelques-uns des plus efficaces et populaires.
1. LUKS (Linux Unified Key Setup)
Description
LUKS est le standard de facto pour le chiffrement des disques sous Linux. Il est utilisé pour sécuriser les partitions de disques (y compris les disques durs, SSD, clés USB, etc.) en utilisant un chiffrement AES avec une clé secrète.
Fonctionnement
LUKS utilise un système de gestion de clés pour stocker des informations sensibles dans une partition cryptée. Il est couramment utilisé en combinaison avec cryptsetup, un utilitaire qui permet de configurer des volumes chiffrés sous Linux.
- Algorithme de chiffrement : AES-256 (par défaut, mais d'autres algorithmes peuvent être utilisés).
- Vérification de l'intégrité : LUKS propose également des mécanismes de vérification de l'intégrité pour éviter la corruption des données.
Avantages
- Sécurisé et éprouvé : LUKS est largement utilisé dans les distributions Linux et a fait ses preuves en matière de sécurité.
- Simplicité d'utilisation : L'installation et la configuration sont relativement simples via les outils intégrés dans les distributions Linux modernes.
2. VeraCrypt
Description
VeraCrypt est un logiciel de chiffrement open-source qui est une alternative améliorée de TrueCrypt. Bien qu'il ne soit pas nativement intégré à Linux, VeraCrypt est largement compatible avec Debian et Arch Linux et fournit une solution robuste pour le chiffrement de volumes entiers ou de partitions spécifiques.
Fonctionnement
VeraCrypt utilise des algorithmes de chiffrement avancés (AES, Serpent, Twofish) et permet de créer des volumes chiffrés de manière transparente pour l'utilisateur.
- Algorithmes de chiffrement : AES, Serpent, Twofish, ou une combinaison de ces trois.
- Clé de chiffrement : Peut être générée par l'utilisateur pour garantir une sécurité maximale.
Avantages
- Chiffrement hybride : VeraCrypt permet d'utiliser plusieurs algorithmes de chiffrement en combinaison pour un niveau de sécurité supérieur.
- Volatile ou persistant : Il est possible de créer des conteneurs de volumes chiffrés qui peuvent être stockés sur des supports externes et ne pas laisser de traces après leur déconnexion.
3. dm-crypt
Description
dm-crypt est un module de chiffrement intégré au noyau Linux. Il fonctionne avec LUKS pour fournir une solution complète de chiffrement de disques sous Linux, mais il peut aussi être utilisé seul pour des configurations de chiffrement plus avancées.
Fonctionnement
dm-crypt permet de créer des volumes chiffrés via des périphériques de blocs. Il est particulièrement utile pour les configurations avancées et pour les utilisateurs expérimentés qui souhaitent personnaliser leur sécurité.
- Algorithmes de chiffrement : AES-256 (par défaut).
- Intégration : dm-crypt fonctionne directement avec le système de gestion des disques Linux, et peut être utilisé pour chiffrer des volumes lors de l'installation du système.
Avantages
- Performance : dm-crypt est intégré directement dans le noyau Linux, ce qui permet un chiffrement rapide et efficace.
- Souplesse : Il est possible de configurer dm-crypt pour des solutions de chiffrement très spécifiques (par exemple, avec des systèmes RAID ou LVM).
4. FileVault 2 (via QEMU/KVM sur Linux)
Description
FileVault 2 est un outil de chiffrement complet du disque développé par Apple pour macOS. Bien qu'il ne soit pas natif à Linux, il peut être utilisé sur des machines virtuelles Linux avec QEMU/KVM pour chiffrer des volumes macOS dans des environnements virtuels.
Fonctionnement
Il est utilisé pour chiffrer les volumes et les fichiers de l'utilisateur en utilisant l'algorithme AES-128 ou AES-256 en mode CBC. Il assure une sécurité de niveau professionnel pour les utilisateurs macOS, et peut être utilisé pour des solutions hybrides.
Avantages
- Chiffrement complet du disque : FileVault 2 permet un chiffrement total du disque de manière transparente.
- Utilisation en environnement virtuel : Il peut être utilisé sur des systèmes Linux via QEMU/KVM pour des configurations multi-OS.
Chiffrer un fichier/Dossier unique
1. GPG (GNU Privacy Guard)
Description
GPG est un outil de chiffrement de données utilisant des méthodes de chiffrement asymétriques (clé publique/clé privée) et des méthodes symétriques. Il est couramment utilisé pour chiffrer des fichiers, des courriels, ou des volumes de texte, et est intégré à de nombreuses applications Linux.
Fonctionnement
GPG permet de chiffrer des fichiers en utilisant une clé publique et de les déchiffrer avec une clé privée correspondante. Il peut aussi être utilisé pour signer et vérifier des fichiers pour garantir leur authenticité.
- Algorithme de chiffrement : AES, RSA, ElGamal, etc.
- Usage principal : Idéal pour chiffrer des fichiers de petite à moyenne taille, y compris des messages ou des courriels.
Avantages
- Chiffrement asymétrique : Permet à plusieurs utilisateurs de chiffrer des fichiers sans échanger de clés secrètes.
- Compatibilité : Compatible avec de nombreux systèmes et logiciels.
2. OpenSSL
Description
OpenSSL est un kit de développement logiciel (SDK) utilisé pour gérer des tâches liées à la cryptographie, telles que le chiffrement des fichiers, la création de certificats SSL/TLS, et plus encore. OpenSSL est un outil très puissant qui permet de chiffrer ou déchiffrer des fichiers avec un grand choix d'algorithmes.
Fonctionnement
OpenSSL permet de chiffrer un fichier avec des algorithmes comme AES, RSA, et Blowfish, en utilisant soit une clé symétrique, soit une clé asymétrique pour le chiffrement et le déchiffrement.
- Algorithmes de chiffrement : AES-256, RSA, 3DES, etc.
- Usage principal : Utilisé pour chiffrer des fichiers spécifiques via des commandes en ligne.
Avantages
- Polyvalence : OpenSSL supporte une large gamme d'algorithmes de chiffrement et est extrêmement flexible.
- Performance : Il est très performant et bien optimisé pour les systèmes Unix/Linux.
3. Cryptomator
Description
Cryptomator est un logiciel open-source qui permet de chiffrer facilement des fichiers et des dossiers. Il est conçu pour être utilisé avec des services de cloud, mais peut également être utilisé pour chiffrer des fichiers localement sur votre disque dur.
Fonctionnement
Cryptomator crée un volume virtuel crypté dans lequel vous pouvez ajouter des fichiers. Les fichiers sont chiffrés localement avant d’être stockés, ce qui garantit leur sécurité.
- Algorithme de chiffrement : AES-256
- Usage principal : Idéal pour les utilisateurs qui souhaitent chiffrer des fichiers sensibles stockés localement ou dans des services cloud comme Google Drive ou Dropbox.
Avantages
- Simplicité : Facile à utiliser avec une interface graphique.
- Intégration Cloud : Permet de chiffrer des fichiers avant de les télécharger dans des services de cloud, offrant ainsi une sécurité supplémentaire.