Comment fonctionne le chiffrement : un guide pour la protection de la vie privée numérique

Le chiffrement est le processus de conversion d'informations lisibles, connues sous le nom de texte brut, en une forme illisible appelée texte chiffré, en utilisant un algorithme mathématique et une valeur secrète appelée clé. Seule une personne possédant la clé correspondante peut inverser le processus et récupérer les données d'origine. Ce seul mécanisme sous-tend la majorité de ce que les gens appellent aujourd'hui "confidentialité numérique", de la messagerie sécurisée aux opérations bancaires en ligne.

Deux types de base : chiffrement symétrique et asymétrique

Les systèmes cryptographiques se divisent généralement en deux catégories. Le chiffrement symétrique utilise une seule clé secrète pour verrouiller et déverrouiller les données : l'expéditeur et le destinataire doivent déjà avoir la même clé, selon la société de confidentialité Proton. Cela rend le chiffrement symétrique rapide, mais cela crée un problème pratique — la clé elle-même doit être partagée d'une manière ou d'une autre sans être interceptée.

Le chiffrement asymétrique résout ce problème en utilisant deux clés mathématiquement liées : une clé publique qui peut être partagée ouvertement et une clé privée qui est gardée secrète. Les données chiffrées avec une clé ne peuvent être déchiffrées qu'avec l'autre, il n'est donc pas nécessaire d'échanger un secret à l'avance. Le compromis est la vitesse : Proton note que le chiffrement asymétrique est environ 1.000 fois plus lent que le chiffrement symétrique car ses mathématiques sous-jacentes sont bien plus complexes.

En raison de ce compromis, la plupart des systèmes du monde réel utilisent une approche hybride : le chiffrement asymétrique est utilisé brièvement pour échanger une clé symétrique unique sur un réseau ouvert, puis l'algorithme symétrique rapide gère le flux de données réel. Cette combinaison alimente les connexions du site web HTTPS, les réseaux privés virtuels (VPN) et le courrier électronique chiffré, explique Proton.

AES : la norme derrière la plupart du chiffrement quotidien

L'algorithme symétrique le plus largement utilisé est l'Advanced Encryption Standard (AES), publié par le National Institute of Standards and Technology (NIST) des États-Unis le 26 novembre 2001, en tant que Federal Information Processing Standard (FIPS) 197. AES supporte des longueurs de clé de 128, 192 ou 256 bits et traite les données en blocs de 128 bits. Le NIST le décrit comme un algorithme approuvé par FIPS qui peut être utilisé pour protéger les données électroniques, et il est utilisé dans les systèmes gouvernementaux et commerciaux du monde entier.

Ce qui rend le chiffrement "de bout en bout"

Tout chiffrement n'offre pas le même niveau de protection. Le chiffrement standard "en transit", tel que le protocole TLS utilisé dans HTTPS, protège les données uniquement lors de leur déplacement entre un appareil et un serveur — mais les données peuvent toujours être lisibles une fois qu'elles atteignent ce serveur. Le chiffrement de bout en bout (E2EE) va plus loin : selon IBM, les données restent chiffrées en transit et ne sont déchiffrées que sur l'appareil du destinataire, ce qui signifie que même le fournisseur de services qui porte le message ne peut pas lire son contenu.

IBM décrit E2EE comme fonctionnant en quatre étapes : un algorithme transforme le message en texte chiffré ; le texte chiffré traverse le réseau en ressemblant à des caractères aléatoires pour tout intercepteur ; l'appareil du destinataire utilise une clé privée ou partagée pour restaurer le message d'origine ; et les données sont ensuite vérifiées pour l'intégrité afin de confirmer qu'elles n'ont pas été altérées en transit. IBM énumère les plates-formes de messagerie telles que WhatsApp, Signal et iMessage d'Apple, ainsi que les gestionnaires de mots de passe tels que 1Password et Bitwarden, comme exemples de services qui appliquent le chiffrement de bout en bout.

Pourquoi les ordinateurs quantiques changent les normes de chiffrement

Les régulateurs se préparent déjà à une menace future : les ordinateurs quantiques suffisamment puissants pourraient, en théorie, casser les problèmes mathématiques sur lesquels repose le chiffrement asymétrique actuel. Le 13 août 2024, le NIST a approuvé trois nouvelles Federal Information Processing Standards construites spécifiquement pour résister aux attaques des ordinateurs classiques et quantiques, selon le Computer Security Resource Center (CSRC) du NIST.

Les trois normes sont FIPS 203, le Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism Standard (dérivé de la soumission CRYSTALS-Kyber) ; FIPS 204, le Module-Lattice-Based Digital Signature Standard (dérivé de CRYSTALS-Dilithium) ; et FIPS 205, le Stateless Hash-Based Digital Signature Standard (dérivé de SPHINCS+). Le CSRC du NIST déclare que les normes sont "conçues pour résister aux attaques futures des ordinateurs quantiques, qui menacent la sécurité des normes actuelles," couvrant à la fois l'échange de clés et les signatures numériques utilisées pour vérifier que les données n'ont pas été modifiées.

Ce que cela signifie pour la confidentialité quotidienne

Pour la plupart des gens, le point clé pratique est que le chiffrement protège déjà une grande partie de la vie numérique quotidienne par défaut — HTTPS sécurise la navigation Web, AES sécurise les fichiers et le trafic Wi-Fi, et E2EE protège de nombreuses applications de messagerie populaires. Le passage continu vers les normes post-quantiques est principalement un changement d'infrastructure de fond, géré par les organismes de normalisation, les fabricants d'appareils et les fournisseurs de services, plutôt que quelque chose que les utilisateurs individuels doivent configurer eux-mêmes.