Chiffrement symétrique et asymétrique : une analyse comparative

La cryptographie moderne se divise en deux branches principales : la symétrique et l'asymétrique. Le chiffrement symétrique est souvent assimilé à la cryptographie à clé symétrique, tandis que l'asymétrique englobe deux applications fondamentales : le chiffrement à clé publique et les signatures numériques.

Cette classification peut être structurée de la manière suivante:

Cryptographie symétrique:

• cryptographie à clé symétrique

Cryptographie asymétrique (o de clé publique):

• Chiffrement asymétrique
• Signatures numériques (avec ou sans cryptage)

Dans cet article, nous nous concentrerons sur l'examen des algorithmes de cryptographie à clé symétrique et asymétrique.

Différences entre le chiffrement symétrique et asymétrique

La distinction principale entre ces deux méthodes réside dans le nombre de clés utilisées. Les algorithmes symétriques utilisent une seule clé, tandis que les asymétriques utilisent une paire de clés liées mais différentes. Cette simplicité apparente entraîne d'importantes différences fonctionnelles et d'application.

Relation entre clés

En cryptographie, les algorithmes génèrent des clés sous forme de séquences de bits pour chiffrer et déchiffrer des informations. La manière d'utiliser ces clés fait la différence entre les méthodes symétriques et asymétriques.

Le cryptage symétrique utilise la même clé pour les deux opérations, tandis que l'asymétrique utilise une clé pour chiffrer et une autre pour déchiffrer. Dans les systèmes asymétriques, la clé de chiffrement (publique) peut être partagée librement, mais celle de déchiffrement (privée) doit rester secrète.

Par exemple, si Ana envoie un message crypté à clé symétrique à Carlos, elle doit lui fournir la même clé qu'elle a utilisée pour le crypter. Cela implique que si un tiers intercepte la communication, il pourrait accéder au contenu crypté.

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

Longueur des clés

Une autre différence significative entre les deux types de chiffrement est 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 au hasard et leur longueur varie généralement 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 exploiter ce schéma pour casser le chiffrement, c'est pourquoi les clés asymétriques doivent être considérablement plus longues pour fournir un niveau de sécurité équivalent. La différence de longueur est si notable qu'une clé symétrique de 128 bits et une asymétrique de 2048 bits offrent environ le même niveau de protection.

Avantages et inconvénients

Chaque type de chiffrement présente ses propres forces et faiblesses. Les algorithmes symétriques sont significativement plus rapides et nécessitent moins de ressources informatiques, mais leur principal inconvénient est la distribution des clés. En utilisant la même clé pour chiffrer et déchiffrer, celle-ci doit être partagée avec tous ceux qui ont besoin d'accès, ce qui génère naturellement certains risques (comme mentionné précédemment).

D'un autre côté, le chiffrement asymétrique résout le problème de distribution des clés en utilisant des clés publiques pour chiffrer et des clés privées pour déchiffrer. 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

Grâce à sa rapidité, la cryptographie à clé symétrique est largement utilisée pour protéger des informations dans de nombreux systèmes informatiques actuels. Par exemple, le gouvernement américain utilise l'Advanced Encryption Standard (AES) pour chiffrer des informations classées. AES a remplacé l'ancien Data Encryption Standard (DES), développé dans les années 1970 comme norme de cryptographie à clé symétrique.

Chiffrement asymétrique

Le chiffrement asymétrique trouve son application dans des systèmes où plusieurs utilisateurs peuvent avoir besoin de chiffrer et déchiffrer des messages ou des paquets de données, en particulier lorsque la vitesse et la puissance de traitement ne sont pas prioritaires. Un exemple simple est le courrier électronique 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 est combiné. Un exemple marquant est les protocoles cryptographiques Security Sockets Layer (SSL) et Transport Layer Security (TLS), développés pour fournir des communications sécurisées sur Internet. Actuellement, les protocoles SSL sont considérés comme non sécurisés et leur utilisation n'est pas recommandée, tandis que les TLS sont considérés comme sécurisés et sont largement utilisés par les navigateurs web modernes.

Utilisation du chiffrement dans les cryptomonnaies

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

Cependant, en raison du fait que Bitcoin et d'autres cryptomonnaies utilisent une paire de clés publique et privée, il existe l'idée fausse que les systèmes blockchain emploient des algorithmes de cryptographie à clé symétrique. Comme mentionné précédemment, la cryptographie à clé symétrique et les signatures numériques sont les deux principales applications de la cryptographie asymétrique (o de clé publique).

Il est important de souligner que tous les systèmes de signature numérique n'utilisent pas le chiffrement, même s'ils fournissent des clés publiques et privées. En fait, un message peut être signé numériquement sans recourir au chiffrement. RSA est un exemple d'algorithme qui peut être utilisé pour signer des messages chiffrés, mais l'algorithme de signature numérique utilisé dans Bitcoin (, nommé ECDSA), n'incorpore pas de chiffrement.

Réflexions finales

À la fois le chiffrement symétrique et asymétrique jouent un rôle crucial dans la protection des informations et des communications confidentielles dans l'environnement numérique actuel. Les deux approches sont précieuses, car chacune présente ses propres avantages et inconvénients, ce qui détermine leur application dans différents scénarios. À mesure que la cryptographie évolue pour faire face à des menaces plus sophistiquées, les systèmes cryptographiques symétriques et asymétriques continueront d'être fondamentaux pour la sécurité informatique.