Analyse comparative du chiffrement symétrique et asymétrique

Dans le domaine de la cryptographie moderne, deux branches principales se distinguent : le chiffrement symétrique et asymétrique. Alors que la première est couramment associée au chiffrement symétrique, la seconde englobe deux applications fondamentales : le chiffrement asymétrique et les signatures numériques.

Cette classification peut être schématisée de la manière suivante :

La cryptographie à clé symétrique se concentre sur le chiffrement symétrique, tandis que la cryptographie asymétrique, également connue sous le nom de cryptographie à clé publique, comprend le chiffrement asymétrique et les signatures numériques, qui peuvent ou non inclure le chiffrement.

Dans cette analyse, nous nous concentrerons sur les algorithmes de chiffrement symétrique et asymétrique.

Différences entre le chiffrement symétrique et asymétrique

Les méthodes de chiffrement sont généralement classées en symétriques et asymétriques. La distinction cruciale réside dans le fait que les algorithmes symétriques utilisent une seule clé, tandis que les asymétriques utilisent deux clés liées mais différentes. Cette différence apparemment simple entraîne des implications significatives en ce qui concerne leur fonctionnement et leur application.

Relation entre clés

Dans le domaine cryptographique, les algorithmes génèrent des clés sous forme de séquences de bits pour le chiffrement et le déchiffrement d'informations. L'utilisation de ces clés détermine la différence entre les méthodes symétriques et asymétriques.

Les algorithmes symétriques utilisent la même clé pour les deux opérations, tandis que les asymétriques utilisent une clé pour le chiffrement et une autre pour le déchiffrement. Dans les systèmes asymétriques, la clé de chiffrement, appelée clé publique, peut être partagée librement, tandis que celle de déchiffrement, ou clé privée, doit rester secrète.

Par exemple, si Ana envoie à Carlos un message protégé par chiffrement symétrique, elle devra lui fournir la même clé qu'elle a utilisée pour le chiffrer. Cela implique que si un tiers intercepte la communication, il pourrait accéder à l'information chiffrée.

En revanche, si Ana utilise la méthode asymétrique, elle chiffrerait le message avec la clé publique de Carlos, qui le déchiffrerait avec sa clé privée. Ainsi, le chiffrement asymétrique offre un niveau supérieur de sécurité, car même si quelqu'un intercepte les messages et obtient la clé publique, il ne pourra pas déchiffrer le contenu.

Longueur des clés

Une autre différence fondamentale entre les deux méthodes concerne la longueur des clés, mesurée en bits et directement liée au niveau de sécurité de chaque algorithme.

Dans les systèmes symétriques, les clés sont sélectionnées aléatoirement et leur longueur couramment acceptée oscille entre 128 et 256 bits, selon le niveau de sécurité requis. Dans le chiffrement asymétrique, il doit exister une relation mathématique entre les clés publique et privée, ce qui implique qu'elles sont liées par une formule spécifique. En raison de cela, les attaquants pourraient utiliser ce schéma pour compromettre le chiffrement, c'est pourquoi les clés asymétriques doivent être considérablement plus longues pour fournir un niveau de sécurité comparable. La différence de longueur des clés est si notable qu'une clé symétrique de 128 bits et une asymétrique de 2048 bits offrent à peu près le même degré de protection.

Avantages et inconvénients

Chaque type de chiffrement présente ses propres avantages et limitations. Les algorithmes symétriques sont significativement plus rapides et nécessitent moins de ressources informatiques, mais leur principal inconvénient réside dans la distribution des clés. Étant donné que la même clé est utilisée pour chiffrer et déchiffrer, celle-ci doit être partagée avec tous ceux qui ont besoin d'accès, ce qui entraîne naturellement certains risques.

Pour sa part, le chiffrement asymétrique résout le problème de la distribution des clés en utilisant des clés publiques pour le chiffrement et des clés privées pour le déchiffrement. Cependant, les systèmes asymétriques sont considérablement plus lents par rapport aux systèmes symétriques et nécessitent beaucoup plus de puissance de traitement en raison de la longueur des clés.

Applications pratiques

Chiffrement symétrique

Étant donné sa vitesse, le chiffrement symétrique est largement utilisé pour protéger des informations dans de nombreux systèmes informatiques contemporains. Par exemple, des organismes gouvernementaux utilisent la norme de Chiffrement Avancé (AES) pour chiffrer des informations classifiées. AES a remplacé l'ancienne norme de Chiffrement de Données (DES), développée dans les années 1970 comme norme de chiffrement symétrique.

Chiffrement asymétrique

Le chiffrement asymétrique trouve application dans des systèmes où plusieurs utilisateurs peuvent avoir besoin de chiffrer et de déchiffrer des messages ou des ensembles de données, notamment lorsque la vitesse et la capacité de traitement ne sont pas prioritaires. Un exemple simple est l'email chiffré, où une clé publique peut être utilisée pour chiffrer des messages et une clé privée pour les déchiffrer.

Systèmes hybrides

Dans de nombreuses applications, le chiffrement symétrique et asymétrique sont combinés. Un exemple marquant de ces systèmes hybrides est les protocoles cryptographiques Transport Layer Security (TLS), développés pour garantir des communications sécurisées sur Internet. Actuellement, les protocoles TLS sont considérés comme sûrs et sont largement utilisés par les navigateurs web modernes.

Chiffrement dans le domaine des cryptomonnaies

De nombreuses portefeuilles de cryptomonnaies mettent en œuvre des méthodes de chiffrement pour offrir un niveau supérieur de sécurité aux utilisateurs finaux. Les algorithmes de chiffrement sont appliqués lorsque l'utilisateur définit un mot de passe pour son fichier de portefeuille, qui est utilisé pour accéder au logiciel.

Néanmoins, en raison du fait que Bitcoin et d'autres cryptomonnaies utilisent une paire de clés publique et privée, il existe la conception erronée que les systèmes blockchain emploient des algorithmes de chiffrement asymétriques. Cependant, comme mentionné précédemment, le chiffrement asymétrique et les signatures numériques sont les deux applications principales de la cryptographie asymétrique.

En conséquence, tous les systèmes de signature numérique n'utilisent pas de chiffrement, même s'ils fournissent des clés publiques et privées. En fait, un message peut être signé numériquement sans utiliser de chiffrement. RSA est un exemple d'algorithme pouvant être utilisé pour signer des messages chiffrés, mais l'algorithme de signature numérique utilisé dans Bitcoin (, appelé ECDSA), n'implique pas de chiffrement.

Réflexions finales

À la fois le chiffrement symétrique et asymétrique jouent des rôles cruciaux dans la protection de l'information et des communications confidentielles dans l'environnement numérique actuel. Les deux méthodes sont précieuses, car chacune présente ses propres forces et faiblesses, et elles sont donc appliquées dans des scénarios différents. Au fur et à mesure que la cryptographie en tant que discipline évolue pour faire face à des menaces plus sophistiquées et graves, les systèmes cryptographiques symétriques et asymétriques maintiendront leur pertinence dans le domaine de la sécurité informatique.