Introduction à la cryptographie

Une avancée importante reste encore à faire. Elle est en théorie tout à fait réalisable et indispensable. Mais la mise en pratique doit se faire avec soin. Cette avancée, c’est le chiffrement des objets.

Ce chiffrement est optionnel. Il doit être résistant, c’est à dire correspondre à l’état de l’art en cryptographie appliquée. On doit être en mesure de parfaitement distinguer l’objet en clair de l’objet chiffré, même si le second est dérivé du premier.

Ceci est une proposition de travail.

Deux étapes de chiffrement

Les entités sont des objets contenant le matériel cryptographique nécessaire au chiffrement asymétrique. Cependant, le chiffrement asymétrique est très consommateur en ressources CPU (calcul). On peut l’utiliser directement pour chiffrer les objets avec la clé publique d’un correspondant, mais cela devient rapidement catastrophique en terme de performances et donc en expérience utilisateur. D’un autre côté, le chiffrement symétrique est beaucoup plus performant, mais sa gestion des clés de chiffrement est délicate. Pour améliorer l’ensemble, on mixe les deux. On essaie de profiter des avantages de chacun tout en réduisant les défauts.

Ainsi, on va aborder le chiffrement en deux étapes distinctes. Voici le schéma de l’ensemble que l’on va décomposer.

Pour la compréhension, ne pas oublier que les propriétés des objets sont elles-mêmes des objets…

Étape chiffrement symétrique

Le chiffrement d’un objet peut prendre du temps, surtout si il est volumineux. On va donc privilégier le chiffrement symétrique qui est assez rapide. Nous avons besoin pour ce chiffrement de deux valeurs.

La première valeur est une clé de chiffrement. Elle est dite clé de session. La longueur de celle-ci dépend de l’algorithme de chiffrement utilisé. Par exemple, elle fait 128bits pour l’AES. Elle est générée aléatoirement. C’est cette valeur qui va permettre le déchiffrement de l’objet et doit donc rester secrète. Mais il faut pouvoir la partager avec ses correspondants, c’est ce que l’on verra dans la deuxième étape.

La seconde valeur est ce que l’on appelle une semence ou vecteur initial (IV = Initial Vector). Elle est utilisée dans la méthode de chiffrement sur plusieurs blocs, c’est à dire lorsque l’on chiffre un objet dont la taille dépasse le bloc, quantité de données que traite l’algorithme de chiffrement. Par exemple, le bloc fait 128bits pour l’AES, tout ce qui fait plus que cette taille doit être traité en plusieurs fois.
Comme IV, je propose d’utiliser l’identifiant de l’objet à chiffrer, c’est à dire le hash de cet objet. Cela simplifie la diffusion de cette valeur qui n’a pas à être dissimulée.

L’objet source que l’on voulait à l’origine protéger peut maintenant être marqué à supprimer. Il pourra être restauré depuis l’objet dérivé chiffré et la clé de session.

Sur le schéma ci-dessous, la partie chiffrement symétrique est mise en valeur.
On retrouve l’objet source en clair qui est ici une image de type JPEG. En chiffrant cet objet, cela génère un nouvel objet. Le chiffrement est matérialisé par un lien de type K. Ce lien associe aussi un objet contenant la clé de session. Le nouvel objet est de type AES-CTR, par exemple. Cela signifie qu’il est chiffré avec le protocole AES et la gestion des blocs CTR (CounTeR). L’objet contenant la clé de session est de type texte.

Étape chiffrement asymétrique

Suite à la première étape de chiffrement, nous nous retrouvons avec un objet chiffré et un objet contenant la clé de session. Si le fichier chiffré est bien protégé (en principe) et peut donc être rendu public, l’objet avec la clé de session est au contraire bien embarrassant. C’est là qu’intervient le chiffrement asymétrique et les clés publiques/privées.

Le système de clés publiques/privées va permettre de chiffrer l’objet contenant la clé de session avec la clé publique d’une entité. Ainsi on permet à cette entité, c’est à dire le destinataire, de récupérer la clé de session avec sa clé privé et donc de lire l’objet source. Et plus encore, en re-chiffrant cette même clé de session avec d’autres clés publiques, ce qui génère autant d’objets de clés chiffrés, nous permettons à autant de nouvelles entités de lire l’objet source.

Il faut penser à se mettre parmi les entités destinataires si l’on souhaite pouvoir déchiffrer l’objet source plus tard. Sinon, il passe intégralement sous le contrôle d’une des entités destinataires.

Sur le schéma ci-dessous, la partie chiffrement asymétrique est mise en valeur.
On retrouve l’objet en clair qui est ici la clé des session. En chiffrant cet objet, cela génère un nouvel objet. Le chiffrement est matérialisé par un lien de type K. Ce lien associe aussi un objet contenant la clé publique d’une entité. Le nouvel objet est de type RSA.

Ensemble du processus

Évidemment, ce schéma de chiffrement ne ré-invente pas la roue. C’est une façon de faire assez commune, voire un cas d’école. Mais il est ici adapté au fonctionnement particulier de nebule et de ses objets.

Il y a deux points à vérifier :
– Partager l’objet chiffré et permettre à une autre entité de le voir, c’est aussi lui donner accès à la clé de session. Rien n’empêche cette entité de rediffuser ensuite cette clé de session en clair ou re-chiffrée à d’autres entités. Cependant, la clé de session est unique et n’a pas de valeur en dehors de l’objet chiffré qu’elle protège. De même, l’objet source peut toujours être re-chiffré avec une nouvelle clé de session et d’autres clés publiques. On retombe sur un problème commun, insoluble et le même constat : on perd automatiquement le contrôle de toute information que l’on diffuse à autrui.
– L’empreinte (hash) de la clé de session est publique. Peut-être que cela affaiblie le chiffrement et donc la solidité de la protection des objets. A voir…

Par commodité, je pense qu’il serait intéressant de lier explicitement l’entité destinataire et l’objet chiffré.

Conclusion

Basé sur un fonctionnement commun à nombre d’outils de cryptographie, le schéma de fonctionnement du chiffrement est transposable à nebule. Reste maintenant à en faire l’implémentation logicielle et à le tester en pratique.

2 Responses to “Introduction à la cryptographie”

  1. Nebule » Blog Archive » Chiffrement et compression Says:

    […] étant un objet de type-mime correspondant à l’algorithme de chiffrement, via un lien l. CF Introduction à la cryptographie. Pour marquer la compression avant chiffrement, un autre lien l est ajouté comme type-mime vers […]

  2. Nebule » Blog Archive » Chiffrement et vecteur initial Says:

    […] l’Introduction à la cryptographie, le vecteur initial (IV) était définie comme était égale à la clé de session. Bien sûr, de […]