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Chapitre 116 minIntermédiaire

C'est quoi la cryptographie ? Objectifs et vocabulaire

Par Josselyn C., prof de BTS SIO. Mis à jour le .

À la fin de ce chapitre, tu sauras

  • dire quel service de sécurité (confidentialité, intégrité, authenticité, non-répudiation) apporte chaque outil ;
  • employer le vocabulaire exact : chiffrer, déchiffrer, décrypter, clé, algorithme ;
  • distinguer un encodage, un hachage et un chiffrement ;
  • expliquer le principe de Kerckhoffs et le rôle de la longueur de clé.

4 exercices corrigés1 schéma

La cryptographie est la science des techniques qui protègent une information à l'aide d'un secret, la clé : elle garantit qu'un message reste confidentiel, qu'il n'a pas été modifié, qu'il vient bien de son auteur et que cet auteur ne pourra pas le nier. Ce chapitre pose les quatre objectifs de la cryptographie, le vocabulaire exact attendu dans une copie d'E7, et la distinction qui fait perdre le plus de points : encodage, hachage et chiffrement.

Le mot vient du grec kryptos, « caché », et graphein, « écrire ». La cryptologie regroupe deux disciplines : la cryptographie, qui conçoit les protections, et la cryptanalyse, qui cherche à les casser. Les deux avancent ensemble : un algorithme n'est jugé sûr qu'après des années d'attaques publiques sans succès.

Les quatre services : confidentialité, intégrité, authenticité, non-répudiation

Prends un résultat d'analyse envoyé par le laboratoire Hélianthe à un médecin. Quatre questions de sécurité se posent, et chacune a sa réponse cryptographique.

ServiceLa questionL'outil cryptographiqueExemple chez Hélianthe
ConfidentialitéUn tiers peut-il lire le message ?Le chiffrement (symétrique ou asymétrique)Le résultat circule en HTTPS : un espion sur le Wi-Fi ne voit que des octets illisibles
IntégritéLe message a-t-il été modifié en route ?Le hachage, le HMAC, le chiffrement authentifiéLe médecin est sûr que « 5,2 mmol/L » n'est pas devenu « 2,5 mmol/L »
AuthenticitéVient-il vraiment de celui qui prétend l'avoir envoyé ?Le HMAC, la signature numérique, le certificatLe navigateur vérifie qu'il parle bien au serveur du laboratoire, pas à un imposteur
Non-répudiationL'auteur peut-il nier l'avoir envoyé ?La signature numérique (avec une clé privée personnelle)Le biologiste signe le compte rendu : il ne pourra pas prétendre ne jamais l'avoir validé

Tu connais déjà le sigle DICP : disponibilité, intégrité, confidentialité, preuve. La cryptographie sert trois de ces quatre critères : la confidentialité, l'intégrité et la preuve (authenticité, non-répudiation, traçabilité). Elle ne fait rien pour la disponibilité ; elle peut même la menacer. Une clé de chiffrement perdue rend les données aussi inaccessibles que si elles avaient été effacées, et un rançongiciel n'est rien d'autre qu'un chiffrement utilisé contre toi.

Chiffrer, déchiffrer, décrypter : le vocabulaire exact

TermeDéfinition
Texte clair (plaintext)Le message lisible, avant protection
Texte chiffré, ou chiffré (ciphertext)Le message rendu illisible
Algorithme (ou chiffre)La méthode de transformation : AES, RSA, ChaCha20
CléLe paramètre secret (ou la paire de clés) qui personnalise l'algorithme
ChiffrerTransformer le clair en chiffré, avec la clé
DéchiffrerRetrouver le clair à partir du chiffré, avec la clé : c'est l'opération légitime
DécrypterRetrouver le clair sans connaître la clé : c'est le travail de l'attaquant, ou du cryptanalyste
CryptanalyseL'étude des moyens de décrypter, donc de casser un algorithme
Empreinte (ou condensé, hash)Le résultat d'une fonction de hachage, de taille fixe

Le verbe « crypter » et le mot « cryptage » sont entrés dans l'usage courant, mais les spécialistes, l'ANSSI en tête, parlent de chiffrer et de chiffrement. « Crypter » laisserait entendre qu'on chiffre sans clé, ce qui n'a pas de sens : sans clé, on ne pourrait jamais déchiffrer. Dans une copie d'E7, écris chiffrer, chiffrement, déchiffrer.

Encodage, hachage, chiffrement : ne plus confondre

Trois transformations changent l'apparence d'une donnée, et une seule question les sépare : peut-on revenir en arrière, et avec quoi ?

Encodagelogin=asolerBase64bG9naW49YXNvbGVyRetour en arrière :oui, sans aucune cléAucune protectionHachageLyon2026SHA-256b1d0d12c…2be04359Retour en arrière :impossibleVérifier sans stockerChiffrement2 85 07 69 123…AES + clé9f3ce1a7…04b2Retour en arrière :oui, avec la cléProtéger ce qu'on relit
Encodage, hachage, chiffrement : tout se joue sur le retour en arrière
TransformationRetour possible ?Clé ?À quoi ça sertExemples
EncodageOui, par n'importe quiAucuneReprésenter des octets sous une autre forme (texte, URL, courriel)Base64, encodage URL (%20), hexadécimal, UTF-8
HachageNon, jamaisAucune (sauf HMAC)Vérifier une donnée sans la stocker, contrôler l'intégritéSHA-256, SHA-3, et pour les mots de passe bcrypt, Argon2id
ChiffrementOui, avec la cléOuiProtéger une donnée qu'on doit pouvoir relireAES, ChaCha20, RSA

L'encodage ne protège rien. La chaîne bG9naW49YXNvbGVyJm1kcD1MeW9uMjAyNg== a l'air mystérieuse ; une seule commande la décode :

bash
echo 'bG9naW49YXNvbGVyJm1kcD1MeW9uMjAyNg==' | openssl base64 -d
# login=asoler&mdp=Lyon2026

Le réflexe à avoir devant une donnée à protéger tient en deux questions :

  1. Ai-je besoin de relire la valeur d'origine ? Non : on la hache. C'est le cas d'un mot de passe : on vérifie que le mot de passe saisi donne la même empreinte, on n'a jamais besoin de le relire.
  2. Oui, et elle est sensible : on la chiffre. C'est le cas d'un numéro de sécurité sociale qu'il faut réafficher, ou d'une sauvegarde qu'il faudra restaurer.

Le principe de Kerckhoffs : l'algorithme est public, la clé est secrète

En 1883, Auguste Kerckhoffs, professeur de langues et cryptologue, publie La cryptographie militaire. Il y pose une règle toujours valable : un système de chiffrement doit rester sûr même si l'ennemi connaît tout de son fonctionnement ; seule la clé doit être secrète.

Les conséquences pour toi sont très concrètes :

  • Un algorithme secret n'est pas un gage de sécurité. Un algorithme maison, que personne n'a étudié, a toutes les chances d'être cassé dès qu'il fuite (et il fuit toujours : un employé qui part, un binaire désassemblé). AES, RSA ou SHA-256 sont publics et ont résisté à des années d'attaques.
  • N'invente jamais ta propre cryptographie. Pas de « XOR avec une phrase », pas de « je décale les lettres puis je passe en Base64 ». Utilise les fonctions éprouvées de ton langage : password_hash() et sodium_* en PHP, le module crypto de Node.js, System.Security.Cryptography en C#.
  • Toute la sécurité repose sur la clé. La protéger, la renouveler, la sauvegarder sans la divulguer : c'est là que se jouent la plupart des incidents (gérer les clés).

On appelle sécurité par l'obscurité l'erreur inverse : compter sur le secret de la méthode plutôt que sur celui de la clé. Cacher un service sur un port inhabituel ou nommer un fichier de sauvegarde de façon bizarre peut ralentir un curieux ; ce n'est jamais une protection.

Longueur de clé, force brute et aléa

L'attaque la plus simple contre un chiffrement est la force brute (ou recherche exhaustive) : essayer toutes les clés possibles. Une clé de n bits peut prendre 2ⁿ valeurs ; chaque bit ajouté double le travail de l'attaquant.

Taille de cléNombre de clésCe que ça représente
56 bits (DES, 1977)2⁵⁶ ≈ 7,2 × 10¹⁶Cassé en 1998 par une machine spécialisée de l'EFF en quelques jours ; à 10¹² essais par seconde, 20 heures suffisent
128 bits (AES-128)2¹²⁸ ≈ 3,4 × 10³⁸À 10¹² essais par seconde, environ 10¹⁹ années, près d'un milliard de fois l'âge de l'Univers
256 bits (AES-256)2²⁵⁶ ≈ 1,2 × 10⁷⁷Marge recommandée pour une protection à long terme, y compris face à un futur ordinateur quantique (chapitre 11)

Le guide de l'ANSSI de 2026 fixe la règle : une clé symétrique fait au moins 128 bits. Pour les algorithmes asymétriques, les tailles sont différentes (une clé RSA de 2 048 bits offre une sécurité d'environ 112 bits) : le chapitre 4 donne les équivalences.

Une clé longue ne sert à rien si elle est prévisible. Les clés, les sels, les vecteurs d'initialisation et les jetons doivent venir d'un générateur d'aléa cryptographique :

Langage ou outilAléa cryptographique (à utiliser)À ne jamais utiliser pour un secret
PHPrandom_bytes(32), random_int()rand(), mt_rand(), uniqid()
JavaScript (Node.js, navigateur)crypto.randomBytes(32), crypto.getRandomValues()Math.random()
Pythonmodule secrets (secrets.token_hex(32))module random
C#RandomNumberGenerator.GetBytes(32)new Random()
Ligne de commandeopenssl rand -hex 32la date, le nom de la machine

Où un technicien croise la cryptographie

UsageCe qui est utiliséChapitre
Site web en HTTPSTLS 1.3 : échange ECDHE, certificat, AES-GCM9
Connexion SSH, git pushClés Ed25519, échange de clés, chiffrement symétrique4
Mots de passe des utilisateurs d'une applicationbcrypt ou Argon2id avec sel6
Jeton d'API, JWT, webhookHMAC ou signature7
Autorité de certification Active Directory, 802.1XCertificats X.509, PKI interne8
Wi-Fi WPA3, VPN IPsec ou WireGuardÉchange de clés, AES ou ChaCha20Wi-Fi, 10
Portable perdu, sauvegarde externaliséeBitLocker, LUKS, sauvegarde chiffrée10
Image ISO téléchargéeEmpreinte SHA-256 et signature5

Ce que disent le référentiel et la réglementation

Le bloc 3 du BTS SIO, « Cybersécurité des services informatiques », compte quatre compétences communes aux deux options : protéger les données à caractère personnel, préserver l'identité numérique de l'organisation, sécuriser les équipements et les usages des utilisateurs, garantir la disponibilité, l'intégrité et la confidentialité des services informatiques et des données face à des cyberattaques. Il ajoute une compétence d'option : assurer la cybersécurité d'une solution applicative et de son développement (SLAM), ou d'une infrastructure réseau, d'un système, d'un service (SISR). La cryptographie traverse les cinq. Le bloc est évalué par l'écrit E7 (unité U7), une étude de cas de 4 heures, de coefficient 4, propre à chaque option. Jusqu'à la session 2024, cette épreuve s'appelait E6 (U6) : les sujets 2022 à 2024 restent d'excellents entraînements.

Trois textes encadrent l'usage de la cryptographie dans une organisation :

  • Le RGPD. Son article 32 impose au responsable de traitement des mesures de sécurité « appropriées » et cite parmi elles « la pseudonymisation et le chiffrement des données à caractère personnel ». Son article 34 dispense d'informer les personnes concernées d'une violation de données si celles-ci étaient rendues incompréhensibles, par exemple par un chiffrement. Le chiffrement est donc une mesure recommandée, pas une obligation absolue : le chapitre 10 détaille ce point, qui est tombé à l'E7 2026.
  • La directive NIS 2 (UE 2022/2555). Son article 21 impose aux entités essentielles et importantes des « politiques et procédures relatives à l'utilisation de la cryptographie et, le cas échéant, du chiffrement ». Elle devait être transposée avant le 17 octobre 2024. En France, le projet de loi « Résilience », qui la transpose, a été adopté par le Sénat le 12 mars 2025 ; son examen en séance à l'Assemblée nationale, prévu en octobre 2026, a de nouveau été reporté. À la date de ce cours, la transposition n'est donc pas achevée : vérifie où elle en est avant ton épreuve.
  • Les guides de l'ANSSI. Ils n'ont pas valeur de loi pour une entreprise privée, mais ils font référence : le guide sur le choix et le dimensionnement des mécanismes cryptographiques (2026), le guide de sélection d'algorithmes (2021), les recommandations sur TLS, sur les mots de passe et l'authentification multifacteur.

À l'E7 : comment la notion est demandée

Les sujets ne demandent presque jamais une définition pour elle-même. Ils posent une situation et te demandent de choisir et de justifier :

  • « Choisir la solution qui semble la plus sécurisée » entre des mots de passe chiffrés par AES et des mots de passe hachés (sujet SLAM 2022, cas Denas) ;
  • « Indiquer quelle solution (enregistrement de l'empreinte du mot de passe ou enregistrement du mot de passe chiffré) est la plus adaptée, en justifiant » (sujet SLAM 2025, cas Casterman) ;
  • « Préciser, en le justifiant, si la confidentialité et l'intégrité des fichiers de journalisation sont garanties » quand les archives sont compressées et chiffrées, « mais sans vérification des sommes de contrôles » (sujet SLAM 2024, cas Gsic).

Dans les trois cas, la bonne réponse commence par la distinction de ce chapitre : le chiffrement est réversible et protège la confidentialité ; le hachage est irréversible et sert à vérifier ou à contrôler l'intégrité. Le chapitre 12 recense les questions de cryptographie des sujets 2022 à 2026, vérifiés sur les sujets officiels.

En SLAM, la notion apparaît dans le code : une colonne mot_de_passe remplie avec sha1(), une clé de chiffrement écrite en dur. En SISR, elle apparaît dans la configuration : un protocole non chiffré (Telnet, SMBv2, SNMPv2c), un certificat d'autorité interne à déployer, un VPN à justifier.

Pour aller plus loin. Les quatre services de la cryptographie répondent aux critères DICP, présentés dans le chapitre La cybersécurité et les critères DICP du cours Cybersécurité : les fondamentaux.

Exercices

Exercice 1 sur 4 Encodage, hachage ou chiffrement ? Réussi À revoir

Pour chaque besoin du laboratoire Hélianthe, indique s'il faut encoder, hacher ou chiffrer, et justifie en une phrase.

  1. Enregistrer le mot de passe des patients du portail.
  2. Stocker le numéro de sécurité sociale, qui doit apparaître sur les comptes rendus imprimés.
  3. Insérer une image dans un courriel au format texte.
  4. Vérifier qu'une sauvegarde n'a pas été altérée depuis sa création.
  5. Envoyer un compte rendu au médecin traitant par un canal non sûr.
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 1
  1. Hacher, avec une fonction lente et salée (bcrypt, Argon2id) : on ne relit jamais un mot de passe, on vérifie que celui qui est saisi donne la même empreinte.
  2. Chiffrer : il faut relire la valeur d'origine, et elle est sensible ; seul celui qui détient la clé peut la déchiffrer.
  3. Encoder, en Base64 : il s'agit de représenter des octets binaires avec des caractères de texte, pas de les protéger.
  4. Hacher : on calcule l'empreinte à la création, on la recalcule plus tard ; si elle est identique, le fichier n'a pas changé. L'empreinte de référence doit elle-même être protégée (rangée à part ou signée).
  5. Chiffrer pour la confidentialité, et idéalement signer pour l'intégrité et l'authenticité : par exemple une messagerie sécurisée de santé ou un courriel S/MIME.

Tu avais trouvé ?

Exercice 2 sur 4 Quel service de sécurité ? Réussi À revoir

Nomme le service (confidentialité, intégrité, authenticité ou non-répudiation) qui manque dans chaque situation.

  1. Un attaquant branché sur le réseau Wi-Fi de l'accueil lit les identifiants envoyés par un formulaire en HTTP.
  2. Un pirate modifie le montant d'une facture PDF envoyée à un fournisseur.
  3. Un faux site imitant le portail du laboratoire récupère les mots de passe des patients.
  4. Un biologiste affirme n'avoir jamais validé un compte rendu erroné.
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 2
  1. Confidentialité : les données circulent en clair. Réponse : HTTPS (TLS).
  2. Intégrité : rien ne permet de détecter la modification. Réponse : une signature électronique du PDF.
  3. Authenticité du serveur : le patient ne vérifie pas à qui il parle. Réponse : HTTPS avec un certificat valide pour le bon nom de domaine, et la sensibilisation des patients à l'adresse affichée.
  4. Non-répudiation : sans signature personnelle, on ne peut pas prouver qui a validé. Réponse : une signature électronique avec la clé privée du biologiste, protégée par une carte ou un jeton.

Tu avais trouvé ?

Exercice 3 sur 4 Un secret bien caché ? Réussi À revoir

Dans le fichier de configuration d'une application, tu trouves la ligne DB_PASSWORD=SDNsaWFudGhlIURCMjAyNg==. Le développeur t'assure que le mot de passe est « crypté ».

  1. De quelle transformation s'agit-il ?
  2. Le mot de passe est-il protégé ?
  3. Corrige le vocabulaire et propose une vraie protection.
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 3
  1. C'est un encodage Base64 : le signe = final et l'alphabet (lettres, chiffres, +, /) le trahissent. echo 'SDNsaWFudGhlIURCMjAyNg==' | openssl base64 -d affiche H3lianthe!DB2026.
  2. Non : n'importe qui le décode sans clé. Il faut le considérer comme écrit en clair.
  3. Le mot de passe n'est ni « crypté » ni chiffré, il est encodé. Une vraie protection : sortir le secret du code et du dépôt Git (variable d'environnement définie sur le serveur, fichier hors de la racine web lisible par le seul compte du service, ou coffre de secrets), donner au compte de base de données les droits minimaux, et changer ce mot de passe puisqu'il a été exposé.

Tu avais trouvé ?

Exercice 4 sur 4 Le bon verbe Réussi À revoir

Corrige les phrases fausses.

  1. « Le rançongiciel a crypté tous les fichiers du serveur. »
  2. « Pour restaurer, l'administrateur décrypte la sauvegarde avec la clé stockée dans le coffre. »
  3. « Les chercheurs ont décrypté des messages chiffrés avec une clé RSA de 512 bits. »
  4. « Le mot de passe est chiffré en SHA-256. »
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 4
  1. « Le rançongiciel a chiffré tous les fichiers. »
  2. « L'administrateur déchiffre la sauvegarde avec la clé » : avec la clé, on déchiffre.
  3. Correct : sans la clé, en factorisant un module trop court, ils ont décrypté.
  4. Faux deux fois : SHA-256 est une fonction de hachage, pas de chiffrement, et un mot de passe ne se stocke pas avec un SHA-256 rapide mais avec bcrypt ou Argon2id. Écris : « le mot de passe est haché avec Argon2id ».

Tu avais trouvé ?

Chapitre terminé !

Fais les 4 exercices avant de passer à la suite : c'est en t'entraînant que tout se fixe.

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