Qu'est-ce que la cryptanalyse et comment ça marche ?

Aujourd'hui, les entreprises subissent une énorme pression pour maintenir leurs activités. Si votre entreprise est configurée pour fonctionner de manière transparente, votre équipe de sécurité doit protéger votre entreprise de toutes les menaces susceptibles d'interférer avec vos opérations.

Le fait est que ce qui est sécurisé aujourd'hui pourrait être dans une zone d'insécurité demain. Ce phénomène est causé par le fait qu'à mesure que les algorithmes évoluent, de nouvelles vulnérabilités émergent, et cyber-attaquants développer de nouvelles façons de casser la cryptographie sur laquelle la plupart des entreprises s'appuient.

La cryptanalyse, connue sous le nom de suivi de code, est une compréhension approfondie des techniques utilisées pour décrypter et interroger le code, les chiffrements ou le texte crypté. La cryptanalyse utilise des règles numériques pour rechercher la susceptibilité d'un algorithme et des branches supplémentaires à la cryptographie dans les systèmes de sécurité de l'information.

Ce guide vous apprend tout ce que vous devez savoir sur la cryptanalyse. Vous aurez une compréhension détaillée du sujet et apprendrez comment protéger votre organisation contre la cryptanalyse.

What is Cryptanalysis?

Le processus de cryptanalyse vise à étudier les systèmes cryptographiques pour identifier les faiblesses et les fuites d'informations. Vous pouvez le considérer comme l'exploration des failles dans l'architecture mathématique sous-jacente d'un système cryptographique, y compris les vulnérabilités de mise en œuvre telles que les attaques par canal latéral et les entrées d'entropie faible.

Les systèmes cryptographiques font référence à un système informatique qui utilise la cryptographie, une méthode de protection des informations et des communications par code afin que seuls ceux auxquels il est destiné puissent les traiter.

Cryptanalysis Vs. Cryptography

Dès la définition, en cryptographie, il s'agit de cacher un message en le convertissant en texte caché avant de le transmettre sur des canaux non sécurisés. D'autre part, la cryptanalyse implique que vous obteniez du texte en clair à partir de messages cachés sur un canal non sécurisé.

La cryptographie s'est avérée être un atout lors de la transmission de l'information. Un excellent exemple pour présenter ses cas d'utilisation est celui des transactions bancaires et des e-mails où il est nécessaire de sécuriser les informations. Les schémas de cryptographie incluent des clés secrètes, des clés publiques et des fonctions de hachage.

La cryptanalyse est un art lié au décryptage du texte chiffré en texte brut. Dans ce cas, une personne autorisée tente de déchiffrer votre message en écoutant le canal.

Who Uses Cryptanalysis?

De nombreuses organisations utilisent la cryptanalyse, y compris les gouvernements qui souhaitent décrypter les communications privées d'autres pays, les entreprises qui testent les fonctions de sécurité pour leurs produits de sécurité, les pirates, des crackers, des chercheurs indépendants et des universitaires cherchant à identifier les vulnérabilités des protocoles et algorithmes cryptographiques.

L'avancement de la cryptologie est propagé par la bataille sans fin entre les cryptographes qui veulent sécuriser les données et les analystes de la crypte qui travaillent pour casser les cryptosystèmes.

Les objectifs d'un attaquant sont liés à ses besoins spécifiques pour effectuer une cryptanalyse. Une cryptanalyse réussie ne va généralement pas au-delà de la déduction d'informations à partir de texte caché. Cependant, c'est suffisant en fonction des besoins des attaquants, dont les objectifs varient d'un attaquant à l'autre mais ne se limitent pas à :

• Pause totale - Trouver des clés secrètes.
• Déduction globale - Recherche d'algorithmes fonctionnels équivalents pour chiffrement et décryptage sans connaissance des clés secrètes.
• Déduction d'informations - Obtenir des informations sur les textes chiffrés et les textes en clair.
• Algorithme de distinction - Distinguer la sortie de chiffrement de la permutation aléatoire des bits.

Prenons un exemple pratique facile à comprendre. Cependant, vous devez savoir que cet exemple ne s'applique pas aux chiffrements cryptographiques modernes, mais c'est un bon exemple pour approfondir votre compréhension.

La technique d'analyse fréquentielle peut être utilisée sur des algorithmes de chiffrement de base. Les algorithmes de chiffrement de classe de base effectuent des substitutions monoalphabétiques en remplaçant chaque lettre par une lettre mappée prédéterminée du même alphabet.

Ce modèle est une amélioration par rapport aux techniques plus basiques qui décalaient les lettres d'un nombre constant de positions et remplaçaient les anciennes lettres par de nouvelles à partir de la position alphabétique résultante.

Bien que les chiffrements de substitution monoalphabétiques résistent aux recherches aveugles, ils ne sont pas à l'abri et peuvent être facilement décomposés avec un stylo et du papier. Alors, comment ? L'analyse fréquentielle utilise le trait caractéristique que la langue naturelle n'est pas aléatoire et que la substitution monoalphabétique ne cache pas les propriétés statistiques de la langue.

Regardons de plus près et réduisons-le à un alphabet spécifique comme "E" avec une fréquence particulière, disons 12.7 %. Lorsque vous remplacez E pour obtenir un texte chiffré, son texte résultant conserve sa fréquence d'origine. Si cette fréquence est connue du cryptanalyste, il peut déterminer rapidement les substitutions pour déchiffrer votre texte chiffré.

Types of Cryptanalytic Attacks

Les attaques cryptanalytiques exploitent les failles de votre système en déchiffrant sa cryptographie. Pour lancer un assaut de cryptanalyse, vous devez connaître la nature des méthodes et les propriétés générales du texte en clair. Un plain peut être dans n'importe quelle langue, y compris l'anglais ou le code Java.

Voici une liste des types d'attaques. Les cinq premiers sont les plus courants ; les autres sont rares et parfois oubliés ; c'est bien de les connaître.

1. Analyse du texte en clair (KPA): Dans ce cas, l'attaquant a un certain accès aux paires texte clair-texte chiffré. Ensuite, tout ce que l'attaquant a à faire est de mapper les paires pour trouver la clé de chiffrement. Cette attaque est facile à utiliser car l'attaquant dispose d'une mine de connaissances.
2. Analyse du texte en clair choisi (CPA): Dans ce cas, l'attaquant sélectionne des textes clairs aléatoires, les utilise pour obtenir le texte chiffré correspondant et finit par casser la clé de chiffrement. Cette méthode est similaire à KPA mais moins susceptible de réussir.
3. Analyse chiffrée uniquement (COA): Dans ce cas, un texte chiffré est connu de l'attaquant, il essaie donc de trouver le texte clair et la clé de chiffrement correspondants. L'attaquant comprend votre algorithme. Cette technique est la méthode la plus difficile. Cependant, il a un taux de réussite important car il ne nécessite que du texte chiffré. 
4. Attaque de l'homme au milieu (MITM): Cela se produit lorsque deux parties utilisent une clé pour partager une communication via un canal apparemment sécurisé mais compromis.
5. Analyse adaptative du texte en clair choisi (ACPA): Ce cas ressemble à CPA. L'ACPA utilise le texte en clair et le texte chiffré identifiés sur la base des données qu'elle a apprises des cryptages antérieurs.
6. Attaque de force brute: Dans ce cas, l'attaquant utilise des algorithmes pour prédire les ensembles logiques possibles de textes en clair. Le texte clair deviné est ensuite chiffré et comparé au chiffrement initial.
7. Attaques par dictionnaire: Dans ce cas, l'attaquant exécute soit du texte en clair, soit des clés sur un dictionnaire de mots. Cette technique est souvent utilisée pour essayer de déchiffrer certains mots de passe cryptés.

How Does Cryptanalysis Work?

L'objectif principal de la cryptanalyse est d'exposer les failles ou de contourner les algorithmes cryptographiques. Les cryptographes utilisent les recherches des cryptanalystes pour faire progresser les algorithmes existants ou mettre à niveau les méthodes inférieures à la moyenne.

Avec la cryptographie créant et améliorant les chiffrements de chiffrement et d'autres techniques, la cryptanalyse, d'autre part, se concentre sur le déchiffrement des données chiffrées. Les deux opérations s'inversent et sont confinées au domaine de la cryptologie, l'étude mathématique des codes, des chiffrements et des algorithmes associés.

Les chercheurs s'efforcent de développer des stratégies d'attaque qui battent les schémas de cryptage, en lançant le décryptage des algorithmes cryptés par texte chiffré sans avoir besoin de clés de cryptage. Souvent, vous utilisez la cryptanalyse pour révéler des failles dans vos méthodes de conception et d'exécution.

How to Protect Against Cryptanalytic Attacks

Malheureusement, vous ne pouvez pas faire grand-chose pour établir une immunité contre la cryptanalyse en dehors de l'utilisation d'un schéma de cryptage sécurisé, de chiffrements sur l'ensemble de votre infrastructure numérique et de la mise à jour de vos logiciels. Cependant, voici quelques conseils que vous pouvez utiliser pour améliorer la sécurité.

• Utilisez des algorithmes de cryptage et de hachage mis à jour. Un bon scénario serait d'éviter des outils comme SHA1 et MD5, qui ne sont plus considérés comme sûrs.
• Utilisez des clés de chiffrement longues. Par exemple, vos clés RSA doivent avoir au moins 2048 bits de long pour les poignées de main VPN.
• Rappelez-vous de détruire les clés remplacées.
• Utilisez des mots de passe forts et implémentez un générateur de nombres aléatoires testé pour conserver vos clés.
• Salez vos hachis. Ici, vous ajoutez du bruit aléatoire à vos hachages. Vous devez garder votre sel long et aléatoire, tout comme lorsque vous travaillez avec des mots de passe.
• Utilisez le secret de transmission parfait (PFS) pour empêcher le décryptage des sessions passées et futures si vos clés sont compromises. Ceci est souvent utilisé dans réseaux privés virtuels (VPN).
• Obfusquer le trafic crypté - Vous vous assurez que votre trafic semble régulier et ne pas exposer le fait qu'il est crypté. Un logiciel comme Obfsproxy est un bon exemple d'outil qui fonctionne bien avec le réseau Tor.
• Intégrez un système de détection d'intrusion (IDS) dans votre infrastructure - Ce système vous avertira d'une violation ou d'une attaque. Cependant, cela n'arrête pas la violation. Cependant, cela réduit votre temps de réponse, évitant ainsi à votre système de graves dommages. Il serait préférable d'avoir un bon IDS intégré dans votre système.

Applications of Cryptanalysis

La cryptanalyse a plusieurs applications réelles. Il peut parfois être combiné avec la cryptographie pour atteindre son plein potentiel. Voici quelques applications :

# 1. Intégrité dans le stockage

Vous pouvez utiliser la cryptanalyse pour maintenir l'intégrité du stockage. Dans ce cas, vous utilisez des serrures et des clés dans votre système de contrôle d'accès pour protéger les données contre les accès indésirables. Vous pouvez également créer des sommes de contrôle cryptographiques pour déterminer l'authenticité des données stockées dans des environnements dynamiques où les virus sont sujets à des approches de données modifiées.

La somme de contrôle est développée et comparée à une valeur anticipée lors de la transmission des données. La cryptanalyse permet de sécuriser les supports de stockage qui sont vulnérables aux agressions suite à ses gros volumes de données ou ceux qui ont été exposés pendant de longues périodes.

# 2. Authentification d'identité

Dans l'authentification d'identité, votre objectif principal est de confirmer l'autorité d'un utilisateur à accéder aux données. La cryptanalyse facilite ce processus lors de l'échange de mots de passe. Les systèmes modernes combinent les transformations cryptographiques avec les attributs d'une personne pour identifier les utilisateurs de manière fiable et efficace.

Les mots de passe sont stockés dans des formats cryptés où les applications ayant accès peuvent les utiliser. Étant donné que les mots de passe sont stockés en texte clair, la sécurité de vos systèmes n'est pas compromise.  

# 3. Informations d'identification du système

Vous pouvez utiliser la cryptoanalyse et la cryptographie pour créer les informations d'identification d'un système. Lorsque les utilisateurs se connectent à votre système, ils devront toujours produire une preuve d'identification personnelle avant d'être autorisés à entrer.

Des identifiants électroniques sont en cours de création pour faciliter les vérifications électroniques. Cette technique est souvent appliquée dans les cartes à puce pour effectuer des opérations cryptographiques, y compris le stockage de données.

# 4. Signatures numériques

Signatures numériques sont souvent utilisés dans la communication pour authentifier que les messages proviennent d'un expéditeur connu. Cela s'apparente à la signature de documents au stylo et au papier. Bien sûr, si les signatures numériques doivent remplacer les signatures analogiques, elles sont fabriquées à l'aide de la technologie de cryptanalyse.

Cela a semblé utile dans les cas où les organisations ont des équipes réparties dans de nombreux endroits et doivent encore se rencontrer en personne pour effectuer des travaux collaboratifs. Avec les formats de signature numérique, toute personne possédant la clé publique peut vérifier un document, comme largement adopté dans le crypto-monnaie domaine.

# 5. Transferts électroniques de fonds (ETF)

Récemment, vous avez vu la monnaie électronique remplacer les transactions en espèces. Les transferts électroniques de fonds, les monnaies virtuelles, la monnaie d'or numérique, les crypto-monnaies et les dépôts directs sont tous des actifs basés sur la cryptographie. Considérez que les retraits aux guichets automatiques, les paiements par carte de débit et les virements électroniques sont des exemples d'opérations de monnaie électronique.

How to Be a Cryptanalyst

Vous pourriez envisager de devenir cryptanalyste après avoir vu le large éventail d'applications de cryptanalyse. Si vous le faites, vous travaillerez probablement sur le développement d'algorithmes, de chiffrements et de systèmes de sécurité pour chiffrer les données. Vous devez également vous attendre à analyser et décrypter les informations dans les méthodes cryptographiques et les protocoles de télécommunication.

Vous pouvez également attendre pour effectuer des rôles tels que la conception de systèmes de sécurité, la protection des informations critiques contre l'interception, le test de fiabilité des modèles de calcul, le cryptage des données financières, le développement de modèles statistiques et mathématiques pour analyser les données, la résolution des problèmes de sécurité. Si c'est assez excitant, lisez la suite et voyez comment le devenir.

Vous pouvez obtenir un baccalauréat en informatique, en génie, en mathématiques ou dans un domaine connexe comme le génie électrique et électronique. Cependant, certaines organisations peuvent toujours vous embaucher sur la base d'une formation intense et d'une expérience pratique sans diplôme technique. Avoir des la cyber-sécurité certifications est un atout supplémentaire.

Mot de la fin

La cryptanalyse est plus un moyen pour une cyberattaque qu'une attaque elle-même. Et avec la plupart des systèmes de cryptage résistants aux tentatives de cryptanalyse, comprendre ceux qui restent vulnérables nécessite des capacités mathématiques sophistiquées, qui ne sont pas une blague à acquérir. 

Si vous envisagez d'apprendre la cryptanalyse, c'est un domaine passionnant pour travailler sur une large gamme de produits, comme dans les secteurs de la finance, du stockage et de l'identité.

Vous avez vu à quel point la cryptanalyse est puissante et à quel point elle peut aider à créer des applications du monde réel. Ce serait bien de poursuivre la cryptanalyse, et ce serait encore mieux d'utiliser vos compétences, comme la construction d'utilitaires plus sécurisés.

Ensuite, vous pouvez consulter le chiffrement des données : terminologie critique.