Crypto systèmes à clef privée modernes

1. MA514 Crypto systèmes à clef privée modernes Nicolas PALIX Samuel SERRE

2. Plan de la présentation • Introduction • Rappel • Les faiblesses de DES • Le concours AES • Objectifs • Les concurrents • Le vainqueur • Description des algorithmes les plus connus • AES • IDEA • Blowfish • Leur utilisation en informatique

3. Rappel – Système à clef secrète

4. Introduction • DES présente quelques faiblesses • Taille des clefs : 56 bits • 3DES : • Plus sécurisé mais trois fois plus long • Meilleure attaque connue de l'ordre de 2112 • Taille des blocs limitée à 64 bits • Nécessité de trouver un remplaçant

5. Le concours AES (1/2) • 1997 : le NIST lance un concours • Concours international • Budgets variés • Choisir un algorithme publique universel • Trouver un successeur à DES • 15 candidats

6. Le concours AES (2/2) • Critères de sélection • Sécurité • Coûts • Elégance de l’algorithme • Flexibilité • Simplicité • Exigences • Taille de blocs de 128 bits • Clés paramétrables (dont 128, 192 et 256 bits) • Libre d’utilisation

7. Les concurrents (1/2)

8. Les concurrents (2/2)

9. Les finalistes • Délibération les 13-14 avril 2000 • Rijndael (86 votes) nommé vainqueur ! • Serpent (59 votes) • Twofish (31 votes) • RC6 (23 votes) • MARS (13 votes)

10. Les principaux Crypto systèmes à clef privée modernes • AES • IDEA • Blowfish

11. AES (Rijndael) (1/5) • Description • Nb de tours dépend de la longueur du bloc et de la clé • Boîtes S (composants non linéaires) • Chaque tour est composé de 4 transformations différentes • ByteSub • ShiftRow • MixColumn • AddRoundKey

12. AES (Rijndael) (2/5) • Mode sans feedback • ECB (Electronic Code Book) • Mode à feedback • CBC (Cipher Block-Chaining) • CFB (Cipher FeedBack) • OFB (Output FeedBack)

13. AES (Rijndael) (3/5) • Caractéristiques • Bonnes performances • Demande peu de mémoire • Flexible • Taille des clés • Bloc de chiffrement • Possibilité de faire plusieurs passes • Sécurité : pas d’attaques connues

14. AES (Rijndael) (4/5) • Performance • Portable sur un grand nombre de processeurs • Algorithme suffisamment parallèle pour exploiter les architectures multiprocesseurs • Débit de cryptage jusqu’à 1Gb/s (cryptage matériel)

15. AES (Rijndael) (5/5) • Sécurité • Composants connus et testés • Interactions avec des opérations arithmétiques connues • Applications • Authentification de messages (MAC) • Fonctions de hachage • Cryptage de flux synchrones ou dépendants • Générateur de nombres pseudo aléatoires

16. IDEA (1/2) • Caractéristiques • Blocs de 64 bits divisés en 4 blocs de 16 bits • Clef de 128 bits divisée jusqu'à obtenir 52 clefs • 8 rondes • 8 groupes de 6 clefs • 1 groupe de 4 clefs pour la ronde finale • N’utilise que trois opérations simples : • le XOR • l'addition modulo 216 • la multiplication modulo 216+1

17. Vitesse de chiffrement et de déchiffrement Circuits à 55 Mb/s et 177 Mb/s En logiciel sur 386 33Mhz: 880 Kb/s Les attaques semblent difficiles mais le système est assez récent (1990) Brevet en Europe et aux Etats-Unis Détenu par Ascom-Tech Nécessite une licence pour un usage commercial IDEA (2/2)

18. Blowfish (1/2) • Conçu en 1993 par Bruce Schneier • Publié en 1994 • Caractéristiques • Blocs de 64 bits • Clef de longueur variable (maximum 448 bits) • Algorithme en 2 parties

19. Blowfish (2/2) • Algorithme en 2 parties • Expansion de la clef • Plusieurs sous-clefs totalisant 4168 octets • Encodage des données au cours de 16 itérations • Réseau Feistel • Permutation dépendante de la clef • Substitution dépendante de la clef et des données • XORs et additions

20. Utilisation • Mails cryptés • SSH • GnuPG / PGP • IPSec • 802.11i : Réseaux sans fils • IPv6 • …

21. Ce sont eux… Ron Rivest RC6, RSA, … Bruce Schneier TwoFish, … Shai Halevi MARS Ross Anderson Serpent Vincent Rijmen AES

22. Questions ?