Chiffrer disques, fichiers et courriels : BitLocker, LUKS, GPG, S/MIME

Chiffrer les données d'une organisation, c'est appliquer le bon mécanisme à chaque endroit où elles se trouvent : au repos (disques, fichiers, bases, sauvegardes) et en transit (courriels, transferts, liaisons entre sites), avec une gestion des clés qui permette de les relire sans les exposer. Ce chapitre passe en revue le chiffrement de disque avec BitLocker et LUKS, le chiffrement de fichiers, de bases et de sauvegardes, la sécurité du courriel, les transferts et les VPN, puis la gestion des clés et ce que le RGPD exige vraiment.

Données au repos, données en transit

Le chiffrement au repos protège contre l'accès physique ou l'accès aux fichiers bruts, quand le système est éteint ou que les données ont été copiées. Il ne protège pas contre un attaquant qui agit sur un système démarré et déverrouillé : pour lui, les données sont déchiffrées à la volée, comme pour l'utilisateur légitime. Contre lui, il faut des droits d'accès, de la journalisation et un chiffrement au niveau de l'application.

Chiffrer un disque : BitLocker, LUKS, FileVault

Le chiffrement intégral du disque chiffre tout le volume, système compris, avec une clé symétrique (AES en mode XTS, conçu pour les disques). Un portable volé n'expose alors aucune donnée : sans la clé, le disque n'est qu'une suite d'octets aléatoires.

BitLocker (Windows 11 Professionnel, Entreprise et Éducation, Windows Server ; sur Windows 11 Famille, une version simplifiée appelée « chiffrement de l'appareil » est souvent activée d'office) protège la clé de chiffrement du volume par un ou plusieurs protecteurs :

manage-bde -status                                   # état du chiffrement de chaque volume
manage-bde -protectors -get C:                       # protecteurs, dont l'identifiant de la clé de récupération

# Chiffrer le disque système en XTS-AES 256 avec TPM et code PIN, et ajouter une clé de récupération
$pin = Read-Host -AsSecureString "Code PIN de démarrage"
Enable-BitLocker -MountPoint "C:" -EncryptionMethod XtsAes256 -TpmAndPinProtector -Pin $pin
Add-BitLockerKeyProtector -MountPoint "C:" -RecoveryPasswordProtector

Sur un parc, on ne chiffre pas poste par poste : une stratégie de groupe (ou l'outil de gestion des appareils, comme Intune) impose BitLocker, l'algorithme (XTS-AES 128 par défaut, XTS-AES 256 pour les données sensibles), l'usage du code PIN, et surtout la sauvegarde automatique de la clé de récupération dans Active Directory ou dans Entra ID. Sans cette sauvegarde, une simple mise à jour du micrologiciel peut rendre un poste illisible. Le cours Poste de travail détaille la mise en œuvre et la vérification.

LUKS (Linux Unified Key Setup) est le standard sous Linux. Sa version 2 dérive la clé de déverrouillage de la phrase de passe avec Argon2id. Pour chiffrer un disque de données :

sudo cryptsetup luksFormat /dev/sdb1           # initialise le volume chiffré (demande une phrase de passe)
sudo cryptsetup open /dev/sdb1 donnees         # déverrouille : le volume apparaît dans /dev/mapper/donnees
sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/donnees             # crée le système de fichiers dans le volume chiffré
sudo cryptsetup luksHeaderBackup /dev/sdb1 --header-backup-file entete-sdb1.img   # sauvegarde de l'en-tête

Le chiffrement du disque système se choisit à l'installation de Debian ou d'Ubuntu. systemd-cryptenroll --tpm2-device=auto permet ensuite un déverrouillage par le TPM, comme BitLocker. Sous macOS, FileVault joue le même rôle.

Chiffrer des fichiers et des archives

Pour envoyer ou stocker un fichier isolé :

Quand on chiffre par phrase de passe, celle-ci se transmet par un autre canal que le fichier : le fichier par courriel, la phrase de passe par téléphone ou SMS. Envoyer les deux dans le même courriel annule la protection.

Chiffrer une base de données

Trois niveaux, complémentaires, que les sujets d'E7 SLAM aiment opposer :

Le cours SQL donne la syntaxe MySQL et SQL Server (chiffrer une colonne sensible), et le chapitre 3 le chiffrement en PHP et en Node.js. Le sujet SLAM 2024 (cas Gsic) illustre exactement ce tableau : une base déjà protégée par TDE, une autre où l'on chiffre seulement les colonnes personnelles et sensibles, avec des vues qui déchiffrent pour les seuls utilisateurs habilités.

Pour des données de santé, une contrainte s'ajoute : en France, l'hébergement de données de santé pour le compte d'un tiers impose un hébergeur certifié HDS (article L. 1111-8 du Code de la santé publique). Le chiffrement ne dispense pas de cette certification.

Chiffrer les sauvegardes

Une sauvegarde contient toutes les données de l'organisation : c'est la cible idéale d'un voleur, et elle quitte souvent le site (stockage externe, cloud, bandes). Elle se chiffre avant de partir :

• les outils modernes chiffrent par défaut ou sur simple option : restic chiffre toujours ses dépôts (AES-256), BorgBackup propose borg init --encryption=repokey, les logiciels du marché (Veeam, Bacula, la sauvegarde de Windows Server vers un support externe avec BitLocker) ont leur option de chiffrement ;
• la clé ou la phrase de passe se conserve hors de la sauvegarde et hors du système sauvegardé, en au moins deux exemplaires (coffre de mots de passe de l'équipe, enveloppe scellée au coffre) : une sauvegarde chiffrée dont on a perdu la clé ne vaut rien, et c'est précisément le jour où le serveur a brûlé qu'on en a besoin ;
• on teste la restauration, déchiffrement compris.

Le cours Sauvegarde et PRA intègre ces règles dans la stratégie 3-2-1 et le plan de reprise.

Sécuriser le courriel

Le courriel n'a pas été conçu pour être confidentiel. Deux protections, très différentes, coexistent :

TLS entre les serveurs (STARTTLS sur SMTP). Les serveurs de messagerie chiffrent la connexion qui les relie, quand les deux le permettent. Les messages sont protégés sur le réseau, mais en clair sur chaque serveur traversé, et une connexion peut être rétrogradée en clair par un attaquant si aucun mécanisme comme MTA-STS n'impose TLS. C'est utile et indispensable, mais ce n'est pas du chiffrement de bout en bout.

Le chiffrement de bout en bout chiffre le message chez l'expéditeur, avec la clé publique du destinataire ; seul le destinataire peut le déchiffrer. Deux normes :

Les deux permettent aussi de signer un courriel (intégrité, authenticité, non-répudiation) sans le chiffrer.

DKIM, SPF, DMARC : l'authenticité du domaine. Contre l'usurpation de l'adresse de l'expéditeur, le serveur d'envoi signe chaque message sortant avec DKIM, une signature numérique (RSA ou Ed25519) des en-têtes et du corps, vérifiable avec une clé publique publiée dans le DNS du domaine. SPF liste les serveurs autorisés à envoyer pour le domaine (ce n'est pas de la cryptographie), et DMARC dit au destinataire quoi faire des messages qui échouent aux contrôles. Ces mécanismes protègent l'identité numérique de l'organisation contre l'hameçonnage à son nom.

Transférer un fichier sensible

Les VPN : un tunnel chiffré

Un VPN (réseau privé virtuel) crée un tunnel chiffré et authentifié entre deux réseaux (site à site) ou entre un poste et le réseau de l'entreprise (accès nomade). Les trois technologies courantes :

IPsec : les deux phases d'IKE. Un tunnel IPsec s'établit en deux temps, grâce au protocole IKE (Internet Key Exchange) :

1. Phase 1 : les deux extrémités négocient les algorithmes, font un échange Diffie-Hellman et s'authentifient, par une clé prépartagée ou par des certificats. Elles obtiennent un canal chiffré de gestion (l'IKE SA, appelée ISAKMP SA en IKEv1), qui protège la suite de la négociation.
2. Phase 2 : dans ce canal, elles négocient les paramètres du trafic utile et les réseaux autorisés à passer dans le tunnel. Elles ouvrent deux canaux de données, un par sens (les SA ESP, appelées CHILD SA en IKEv2), chacun avec sa propre clé symétrique. Chaque extrémité possède donc les deux clés : elle chiffre ce qu'elle envoie avec la clé du sens aller, et déchiffre ce qu'elle reçoit avec celle du sens retour, que l'autre extrémité a utilisée pour chiffrer.

Clé prépartagée ou certificats ? Avec une clé prépartagée (PSK), le même secret est configuré sur les équipements : s'il fuit, ou si un portable configuré est volé, il faut le changer partout. Avec des certificats délivrés par une PKI (chapitre 8), chaque équipement ou utilisateur a sa propre paire de clés : on ajoute un poste en lui délivrant un certificat, et en cas de vol on révoque son seul certificat, sans toucher aux autres. La note technique de l'ANSSI sur IPsec déconseille donc la clé prépartagée en production et recommande les certificats.

La configuration détaillée (pfSense, OpenVPN, règles de pare-feu) est dans le cours Cybersécurité infrastructure.

Gérer les clés : le vrai point faible

Les algorithmes sont solides ; les incidents viennent presque toujours de la gestion des clés. Une clé a un cycle de vie :

1. Génération avec un aléa cryptographique, de la bonne taille, de préférence là où elle sera utilisée (la clé privée d'un serveur est générée sur le serveur).
2. Stockage : jamais dans le code ni dans un dépôt Git, jamais à côté des données qu'elle protège. Selon la sensibilité : fichier aux droits restreints, variable d'environnement, coffre de secrets (HashiCorp Vault, le service de gestion de clés d'un fournisseur cloud, un gestionnaire de mots de passe d'équipe), module matériel (TPM, HSM, carte à puce).
3. Distribution par un canal sûr, ou mieux, par un mécanisme asymétrique qui évite de transmettre un secret.
4. Utilisation par les seuls services et personnes qui en ont besoin (moindre privilège), avec journalisation.
5. Rotation : remplacement périodique, et immédiat en cas de doute (départ d'un administrateur, poste volé, fuite).
6. Sauvegarde et séquestre : une copie protégée des clés indispensables (clés de récupération BitLocker, clés de sauvegarde, racine de la PKI), pour ne pas perdre les données avec la clé.
7. Destruction des clés retirées, et révocation des certificats correspondants.

Le rançongiciel rappelle la face sombre du sujet : c'est un chiffrement solide, avec une clé que seul l'attaquant détient. Aucune cryptanalyse ne permet en général de récupérer les fichiers : seules des sauvegardes hors ligne, elles-mêmes protégées, permettent de redémarrer sans payer.

Le cadre légal : RGPD, CNIL et chiffrement

Le chiffrement est-il obligatoire ? Le RGPD n'impose pas de technique précise (le RGPD est présenté dans le chapitre Données personnelles du cours de droit). Son article 32 oblige le responsable de traitement à mettre en œuvre des mesures de sécurité « appropriées » au risque, et cite, « entre autres, selon les besoins », « la pseudonymisation et le chiffrement des données à caractère personnel ». Le chiffrement est donc une mesure recommandée pour satisfaire une obligation de sécurité, pas une obligation en soi. Mais plus les données sont sensibles (données de santé, données bancaires), plus il devient difficile de justifier son absence auprès de la CNIL en cas de violation. Le Guide de la sécurité des données personnelles de la CNIL (édition 2024) recommande de chiffrer les postes nomades, les supports amovibles, les sauvegardes et les flux.

Le bénéfice en cas de violation. L'article 34 du RGPD dispense d'informer individuellement les personnes concernées d'une violation de leurs données si celles-ci étaient rendues « incompréhensibles pour toute personne qui n'est pas autorisée à y avoir accès, telles que le chiffrement ». La notification à la CNIL reste, elle, à apprécier (article 33). Un portable chiffré perdu, dont la clé n'a pas été compromise, n'oblige donc pas à prévenir chaque patient.

La liberté d'utiliser la cryptographie. En France, l'article 30 de la loi pour la confiance dans l'économie numérique (LCEN, 2004) pose que « l'utilisation des moyens de cryptologie est libre ». La fourniture, l'importation et l'exportation de moyens de cryptologie sont, elles, soumises à déclaration ou autorisation auprès de l'ANSSI.

NIS 2. Les entités concernées par la directive devront disposer de politiques relatives à l'usage de la cryptographie et du chiffrement ; la transposition française est en cours (voir le chapitre 1).

À l'E7 : comment la notion est demandée

• Obligation ou recommandation ? Le sujet SLAM 2026 (cas NDV) demande : « Indiquer si le chiffrement des données à caractère personnel relève d'une obligation légale ou d'une recommandation (bonne pratique) », en fournissant l'article 32 du RGPD. Réponse : une recommandation (le texte dit « selon les besoins ») au service d'une obligation de sécurité des données, qui, elle, est légale. Le même sujet fait proposer un scénario de risque impliquant un acteur interne : un administrateur ou un développeur qui exporte la table des contacts pour la revendre, ou dont le poste est compromis ; le chiffrement des colonnes, avec une clé qu'il ne détient pas, le neutralise.
• Transférer un gros fichier en toute confidentialité (cas Casterman, 2025) : SFTP ou une plateforme de partage HTTPS, avec authentification forte, plutôt que le courriel ou le FTP.
• Une sauvegarde à protéger : chiffrement avant externalisation, clé conservée hors de la sauvegarde.
• TLS ne suffit pas pour le courriel. Le sujet SISR 2022 de Nouvelle-Calédonie (cas Benoît Myon) part d'une messagerie protégée par TLS entre le client et le serveur. On demande l'intérêt de TLS (confidentialité et intégrité sur le réseau, authentification du serveur), puis si le contenu des courriels reste protégé quand l'identifiant et le mot de passe d'un salarié sont volés : non, l'attaquant se connecte et lit les messages, stockés en clair sur le serveur. Le chiffrement de bout en bout prévu ensuite (clé publique du destinataire pour chiffrer, clé privée sur le badge à puce du salarié pour déchiffrer) garantit la confidentialité même sur le serveur et même si le mot de passe est volé : sans la carte, pas de lecture.
• VPN IPsec et PKI. Le sujet SISR 2023 de Nouvelle-Calédonie (cas Saint-Jacques-sur-Argens) fait rappeler les objectifs de sécurité d'un VPN (confidentialité, intégrité, authentification des extrémités), schématiser l'usage des deux clés symétriques de la phase 2, rappeler l'objectif d'une PKI, justifier les certificats plutôt qu'une clé prépartagée, et dire ce qu'apporte l'authentification par certificat quand un portable est volé : la révocation de son seul certificat.

En SISR, les sujets regardent les protocoles en clair sur le réseau (SMB 2, SNMPv2c, Telnet, FTP), le chiffrement des postes nomades et des sauvegardes, les VPN. En SLAM, le chiffrement des colonnes et la place de la clé.

Pour aller plus loin. La configuration d'un VPN d'entreprise (IPsec, WireGuard, OpenVPN, site à site ou nomade) est détaillée dans le chapitre VPN du cours Cybersécurité des infrastructures.

Exercices