Cryptographie & Sécurité

Techniques de cryptographie et sécurité de l'information : Un guide complet

Bases de la Sécurité Informatique4.9(98)7h 59min43 leçons13 sections

Ce que vous apprendrez

  • Comprendre les notions de sécurité de l'information et des réseaux
  • Étudier la théorie des nombres et son usage en cryptographie
  • Découvrir les techniques de chiffrement classiques
  • Comprendre la norme de chiffrement des données et les chiffrements par blocs
  • Comprendre le fonctionnement d'un chiffrement par blocs et des générateurs de nombres aléatoires
  • Expliquer le chiffrement à clé publique
  • Comprendre les fonctions de hachage cryptographiques
  • Découvrir les signatures numériques
  • Connaître la gestion et la distribution des clés

À propos du cours

Ce cours enseigne la cryptographie et la sécurité de l'information à partir des bases, dans le but de comprendre comment protéger les données et la vie privée, et non d'attaquer un système. Il commence par les notions de sécurité de l'information et des réseaux, puis une introduction à la théorie des nombres et à ses notions avancées, car c'est la base mathématique sur laquelle repose le chiffrement. Vous découvrez ensuite les techniques de chiffrement classiques, la norme de chiffrement des données, les chiffrements par blocs et la norme de chiffrement avancé, le fonctionnement d'un chiffrement par blocs et les générateurs de nombres aléatoires. Vous passez ensuite au chiffrement à clé publique et aux algorithmes de chiffrement avancés, aux fonctions de hachage cryptographiques et aux codes d'authentification de message, aux signatures numériques, et vous terminez par la gestion et la distribution des clés. Le cours est divisé en conférences ordonnées et convient aux étudiants en informatique, aux personnes intéressées par la cybersécurité et aux développeurs qui veulent comprendre la protection dans leurs applications, une base simple en mathématiques étant préférable. À la fin, vous saurez comprendre les méthodes de chiffrement modernes et classiques et connaître le rôle des clés et des signatures numériques dans la protection de l'information.

Résultats attendus

  • Compréhension complète des principes de chiffrement et de sécurité de l'information.
  • Application des techniques de chiffrement pour sécuriser les données.
  • Gestion efficace des clés et des signatures numériques.
  • Capacité à analyser et sécuriser les réseaux et les informations.

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Contenu du cours

1

Concepts de sécurité de l'information et des réseaux

3 leçons
  1. Concepts de sécurité de l'information et des réseaux (Cours 1)Donne un aperçu de la cryptographie et de ses objectifs : confidentialité, intégrité des données, authentification et non-répudiation, types d'attaques et vulnérabilités des systèmes, et distinction entre cryptographie et cryptanalyse.12:56
  2. Concepts de sécurité de l'information et des réseaux (Cours 2)Présente les menaces et vulnérabilités des systèmes, les attaques sur les messages, la différence entre encryption et decryption, les types d'attaques de cryptanalyse comme la Cipher Text Only Attack, puis les types de chiffrement à clé unique.13:29
  3. Concepts de sécurité de l'information et des réseaux (Cours 3)Résout des problèmes pratiques d'une fiche de sécurité de l'information, en expliquant les étapes d'un exercice de chiffrement avec une matrice à mot-clé et les règles pour deux lettres sur la même ligne, la même colonne ou à l'intersection.20:14
2

Introduction à la théorie des nombres

4 leçons
  1. Introduction à la théorie des nombres (première conférence)Introduit les bases de la théorie des nombres pour la cryptographie : la division sans reste et les diviseurs, et comment vérifier qu'un nombre en divise un autre à l'aide d'exemples.5:10
  2. Introduction à la théorie des nombres (deuxième conférence)Explique les propriétés de la divisibilité en théorie des nombres, comme la divisibilité d'une somme de multiples, puis l'algorithme de division reliant dividende, diviseur, quotient et reste, avec des exemples.14:39
  3. Introduction à la théorie des nombres (troisième conférence)Explique l'algorithme d'Euclide pour trouver le plus grand commun diviseur de deux nombres, avec un exemple de liste de diviseurs, puis la division répétée par le reste jusqu'à ce que le reste soit nul.13:18
  4. Introduction à la théorie des nombres (quatrième conférence)Explique l'arithmétique modulaire : la notion de congruence et ses propriétés comme la symétrie, l'addition, la soustraction et la multiplication modulo n, l'algorithme d'Euclide étendu, et les propriétés des nombres premiers.14:38
3

Concepts avancés en théorie des nombres

6 leçons
  1. Concepts avancés en théorie des nombres (première conférence)Explique le test de Miller-Rabin pour vérifier qu'un grand nombre est premier, ses étapes (choix d'un nombre aléatoire, puissances modulaires), avec un exemple et son caractère probabiliste.9:38
  2. Concepts avancés en théorie des nombres (deuxième conférence)Explique le théorème des restes chinois pour résoudre un système de congruences, avec les étapes de calcul du module global, de l'inverse modulaire de chaque équation et de la combinaison des résultats, avec un exemple.7:29
  3. Concepts avancés en théorie des nombres (troisième conférence)Explique les matrices : comment nommer leur taille en lignes et colonnes, l'addition et la soustraction, la multiplication de matrices et la condition de compatibilité des dimensions, et la multiplication par un scalaire, avec des exemples.9:46
  4. Concepts avancés en théorie des nombres (Cours 4)Explique le déterminant d'une matrice carrée et son calcul, puis la matrice inverse, l'écriture d'un système d'équations sous forme de matrices de coefficients et de variables, et sa résolution en multipliant l'inverse par les constantes.12:24
  5. Concepts avancés en théorie des nombres (Cours 5)Explique la résolution d'une équation de congruence linéaire à une variable modulo n, en ajoutant et soustrayant des constantes et en multipliant par l'inverse du coefficient, puis le traitement de plusieurs équations et variables à la fois.7:29
  6. Concepts avancés en théorie des nombres (Cours 6)Explique le petit théorème de Fermat et ses deux conditions, un modulo premier et une base non divisible par lui, avec un exemple, puis la fonction Phi d'Euler et son calcul pour les nombres premiers et leur produit.5:32
4

Techniques de chiffrement classiques

6 leçons
  1. Techniques de chiffrement classiques (Cours 1)Explique les techniques de chiffrement classiques, en particulier les chiffrements par substitution et leurs types, et le chiffre de décalage (César), avec le chiffrement et le déchiffrement par addition et soustraction de la clé, et un exemple.8:27
  2. Techniques de chiffrement classiques (Cours 2)Explique le Multiplicative Cipher, qui remplace l'addition par la multiplication dans la formule avec un modulo, puis l'Affine Cipher, qui combine multiplication et addition avec deux clés, avec des exemples de conversion de lettres.6:54
  3. Techniques de chiffrement classiques (Cours 3)Explique le chiffrement classique Playfair : découpage du texte en paires de lettres et règles de chiffrement selon que les deux lettres sont sur la même ligne, la même colonne ou à des positions différentes de la matrice clé, avec un exemple.10:21
  4. Techniques de chiffrement classiques (Cours 4)Explique le chiffrement de Hill, fondé sur la multiplication de matrices : conversion des lettres en nombres selon leur rang, construction de la matrice clé, multiplication par des paires de lettres et prise du modulo pour obtenir le texte chiffré.7:17
  5. Techniques de chiffrement classiques (Cours 5)Explique le déchiffrement du chiffrement de Hill par le calcul de l'inverse de la matrice clé : déterminant, modulo et son inverse, permutation des éléments et changement de signes, et annonce les chiffrements par transposition.5:36
  6. Techniques de chiffrement classiques (Cours 6)Explique trois types de chiffrement par transposition : écrire le texte en colonnes et le lire colonne par colonne sans clé, puis réordonner les colonnes selon une clé, puis combiner les deux méthodes.6:02
5

Norme de chiffrement des données (DES)

2 leçons
  1. Norme de chiffrement des données (Cours 1)Explique la différence entre chiffrement par blocs et par flot, et les principes de confusion et de diffusion qu'un algorithme doit respecter pour rendre le texte chiffré difficile à prédire.7:46
  2. Norme de chiffrement des données (Cours 2)Explique la structure du standard DES, fondée sur un chiffrement de Feistel : la permutation initiale IP et la division du texte en deux moitiés, la génération des clés de tour par les permutations PC1 et PC2, et les opérations XOR sur plusieurs tours.10:55
6

Chiffreurs de blocs - Norme de chiffrement avancée (AES)

3 leçons
  1. Chiffres par blocs - Norme de chiffrement avancée (Cours 1)Présente AES comme un chiffrement par blocs plus récent que DES, expliquant le lien entre la longueur de la clé et le nombre de tours, le déchiffrement comme inverse du chiffrement, et les notions de Block, State et Word.15:02
  2. Chiffres par blocs - Norme de chiffrement avancée (Cours 2)Déroule les étapes de l'algorithme AES sur un exemple pratique : conversion du message et de la clé en matrices, puis Add Round Key, suivie des opérations d'un tour comme Sub Bytes, Shift Rows et Mix Columns.9:49
  3. Chiffres par blocs - Norme de chiffrement avancée (Cours 3)Poursuit l'explication des tours d'AES : le nouveau tour après le tour initial et ses quatre opérations, dont Shift Rows, Mix Columns et Add Round Key, ainsi que l'utilisation d'une nouvelle clé à chaque tour.14:47
7

Opération de chiffreurs de blocs

2 leçons
  1. Fonctionnement du chiffre par blocs (Cours 1)Explique le chiffrement multiple, double et triple avec DES, pourquoi deux clés sont utilisées en mode EDE, son inconvénient de lenteur, et pourquoi un remplaçant comme AES était nécessaire.10:11
  2. Fonctionnement du chiffre par blocs (Cours 2)Explique les modes opératoires des chiffrements par blocs comme ECB, CBC, CFB et OFB, et comment chacun relie les blocs ou utilise un vecteur d'initialisation (IV) pour éviter des sorties identiques.20:00
8

Générateurs de nombres aléatoires

2 leçons
  1. Générateurs de nombres aléatoires (Cours 1)Explique les nombres aléatoires, la différence entre TRNG et PRNG et quand utiliser chacun, puis le chiffrement par flot et sa différence avec le chiffrement par blocs, qui traite les données bit par bit.13:43
  2. Générateurs de nombres aléatoires (Cours 2)Explique le chiffrement par flot RC4 et son usage pour protéger le Wi-Fi (WPA), puis les générateurs basés sur plusieurs registres à décalage dont les sorties sont combinées par XOR et une règle de majorité.12:31
9

Cryptographie à clé publique et RSA

3 leçons
  1. Chiffrement à clé publique (Cours 1)Explique la cryptographie à clé publique et sa différence avec la clé privée, ses usages pour le chiffrement, la signature numérique et l'échange de clés, puis l'algorithme RSA et la génération des clés.12:31
  2. Chiffrement à clé publique (Cours 2)Explique les étapes de l'algorithme RSA avec un exemple numérique : choix de deux grands nombres premiers, calcul de leur produit et de la fonction d'Euler, puis génération des clés publique et privée et leur usage pour chiffrer et déchiffrer.14:50
  3. Chiffrement à clé publique (Cours 3)Explique pourquoi RSA est utilisé et son lien avec le théorème d'Euler, les étapes de déchiffrement, le secret de la clé privée, la difficulté de factoriser le nombre, la nécessité de bien choisir les nombres premiers, et l'évolution de l'algorithme avec des nombres plus longs.5:44
10

Algorithmes avancés en chiffrement

3 leçons
  1. Algorithmes avancés en chiffrement (Cours 1)Explique la racine primitive d'un nombre premier et comment tester si un nombre en est une en calculant ses puissances modulaires et en vérifiant qu'aucun résultat ne se répète, avec des exemples.9:36
  2. Algorithmes avancés en chiffrement (Cours 2)Explique l'algorithme Diffie-Hellman Key Exchange, qui permet à l'expéditeur et au destinataire de se mettre d'accord sur une clé secrète sur Internet sans l'envoyer directement. Un exemple calcule les clés publiques et partagées, puis cite des usages comme SSL et IPSec.12:23
  3. Algorithmes avancés en chiffrement (Cours 3)Explique le cryptosystème ElGamal, fondé sur l'algorithme DHKE, en trois étapes : génération des clés avec une Primitive Root, chiffrement produisant C1 et C2, puis déchiffrement, avec un exemple numérique.11:35
11

Fonctions de hachage cryptographiques et MAC

5 leçons
  1. Fonctions de hachage cryptographiques et codes de message étendus (Cours 1)Explique les fonctions de hachage cryptographiques et leurs propriétés clés, à sens unique et sans collision, leurs applications et leur usage dans les codes d'authentification de message (MAC).14:29
  2. Fonctions de hachage cryptographiques et codes de message étendus (Cours 2)Explique la signature numérique et sa vérification à l'aide d'une fonction de hachage, en comparant les empreintes pour s'assurer qu'un message ou un fichier n'a pas été modifié. Il présente aussi des propriétés du hachage, comme la taille fixe de la sortie, et annonce les attaques Pre-Image.11:42
  3. Fonctions de hachage cryptographiques et codes de message étendus (Cours 3)Compare les attaques par force brute et de cryptanalyse sur les fonctions de hachage, explique une attaque qui crée de nombreuses copies légèrement modifiées d'un message, et montre comment la fonction traite le message en blocs enchaînés.9:48
  4. Fonctions de hachage cryptographiques et codes de message étendus (Cours 4)Explique la structure de la fonction de hachage SHA : découpage du message en blocs de taille fixe, passage dans une fonction de compression dont la sortie s'enchaîne d'un bloc au suivant, jusqu'à obtenir la valeur de hachage finale.14:33
  5. Fonctions de hachage cryptographiques et codes de message étendus (Cours 5)Explique comment SHA traite un message en le découpant en mots W, pourquoi de nouvelles versions de l'algorithme sont développées même sans qu'il ait été cassé, et comment un MAC sert à détecter les erreurs et vérifier le message.16:46
12

Signatures numériques

2 leçons
  1. Signatures numériques (Cours 1)Présente la signature numérique par l'analogie de la signature d'un contrat en entreprise, montre comment elle confirme l'identité du signataire et protège le message contre toute modification, ainsi que les exigences à respecter, comme l'impossibilité de la falsifier ou de la copier.9:22
  2. Signatures numériques (Cours 2)Explique les schémas de signature numérique RSA, ElGamal et Digital Signature Standard, les processus de signature et de vérification avec clés privée et publique, une comparaison entre eux, et le lien d'une signature à un moment précis pour détecter toute falsification.9:05
13

Gestion et distribution des clés

2 leçons
  1. Gestion et distribution des clés (Cours 1)Explique la gestion et la distribution sécurisée des clés entre expéditeur et destinataire, le problème de l'échange d'un très grand nombre de clés, et le rôle du KDC, de la Master Key et de la Session Key pour relier les utilisateurs et vérifier l'identité de l'autre partie.12:17
  2. Gestion et distribution des clés (Cours 2)Explique la distribution de clé publique et les certificats qui stockent les données de l'utilisateur et la signature, leur révocation, l'infrastructure PKI et le modèle hiérarchique des autorités de certification.8:51

Formateur

Ing. Ziad Mahmoud

Ing. Ziad Mahmoud

Assistant d'enseignement à l'Université de Faros, Ziad a dispensé plus de 3000 heures de formation et de conseil à plus de 600 stagiaires.
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