Comprendre le fonctionnement de la cryptographie à clé publique et son application à la Blockchain pratique

Qu'est-ce que le PKC ?

La cryptographie à clé publique (ci-après PKC) est également appelée cryptographie asymétrique, et c'est une technique de sécurité qui utilise deux clés différentes pour protéger les informations. Dans la cryptographie symétrique traditionnelle, une seule clé est utilisée pour le chiffrement et le déchiffrement, tandis que dans le PKC, une paire de clés est utilisée, divisée en deux rôles : la clé publique et la clé secrète. Ce mécanisme innovant permet de résoudre fondamentalement les problèmes de sécurité informatique modernes et constitue la base des systèmes de blockchain et de cryptomonnaie.

Les avantages de sécurité générés par les paires de clés

La principale caractéristique de PKC est la possibilité de partager librement la clé publique. L'expéditeur utilise la clé publique de l'autre partie pour chiffrer le message, et seul le destinataire peut le déchiffrer avec la clé secrète correspondante. Les deux clés sont liées mathématiquement, mais il est presque impossible de déduire la clé secrète à partir de la clé publique.

Dans l'algorithme RSA en particulier, une paire de clés est générée à partir d'un coefficient obtenu en multipliant deux grands nombres premiers. Développée en 1977 par Rivest, Shamir et Adleman, cette technologie fonctionne toujours comme un standard de l'industrie aujourd'hui. En général, une longueur de clé de 1 024 à 2 048 bits est utilisée, rendant ainsi la tâche de décryptage extrêmement difficile.

Résolution des problèmes liés aux cryptosystèmes symétriques

Les systèmes de cryptographie symétrique traditionnels présentent une faiblesse fatale. Étant donné qu'ils utilisent la même clé pour le chiffrement et le déchiffrement, il est nécessaire de transmettre cette clé par des canaux de communication non sécurisés. Si un tiers intercepte la communication, tous les messages peuvent être lus. Bien que des technologies telles que l'échange de clés Diffie-Hellman-Merkle existent, le risque d'attaque subsiste toujours.

En ce qui concerne le PKC, le fait de rendre la clé publique “publique” n'affecte pas la sécurité. Tant que la clé secrète est protégée, il est devenu possible d'échanger des informations en toute sécurité sur n'importe quel canal.

Garantir l'authenticité des données avec une signature numérique

Une autre utilisation du PKC est la signature numérique. Un hachage généré à partir du message est signé avec la clé privée, et le destinataire le vérifie avec la clé publique de l'expéditeur. Cela permet de confirmer l'origine du message et de garantir qu'il n'a pas été altéré. Dans certains cas, le hachage lui-même peut également être chiffré avec le message.

Utilisation de la blockchain et des cryptomonnaies

PKC est au cœur des technologies blockchain comme le Bitcoin et l'Ethereum. Lors de la création d'un portefeuille, une paire de clés publique et privée est générée. L'adresse du portefeuille est dérivée de la clé publique, et il n'y a pas de problème à la partager avec d'autres. En revanche, la clé privée est utilisée pour la signature des transactions et la vérification des mouvements de fonds, il est donc impératif de la garder absolument secrète.

Il est intéressant de noter que le Bitcoin et l'Ethereum adoptent un certain type de PKC appelé algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA). Comme l'ECDSA ne réalise que la génération de signatures et non le chiffrement, la blockchain ne dépend en réalité pas de la technologie de chiffrement elle-même. Une fois que la transaction est vérifiée, cet enregistrement est ajouté au grand livre de la blockchain, garantissant que seules les personnes détenant la clé secrète correspondante peuvent déplacer des fonds.

Défis de l'implémentation de PKC

Bien qu'il présente des avantages en matière de sécurité, le PKC a certaines limitations. En raison des calculs mathématiques complexes impliqués, la vitesse de traitement peut diminuer lors du traitement de grandes quantités de données. De plus, la gestion de la clé secrète est une condition sine qua non. Si la clé secrète est compromise, la sécurité de tous les messages chiffrés avec cette clé publique est perdue. En outre, si vous perdez accidentellement la clé secrète, l'accès aux données chiffrées peut devenir impossible pour l'éternité.

Exemples d'application dans la vie quotidienne et les affaires

PKC est utilisé pour toutes les communications importantes telles que les courriels, les protocoles SSL/TLS des sites web, et les transactions bancaires en ligne. La couche de sockets sécurisée (SSL) utilise également le cryptage asymétrique pour réaliser des connexions web sécurisées. De plus, son utilisation est continuellement élargie, y compris la construction de systèmes de vote électronique plus sécurisés.

Résumé

La cryptographie à clé publique est le gardien des systèmes numériques modernes, allant de la sécurité informatique à la technologie blockchain. En utilisant une paire de clés publiques et privées, elle résout les problèmes fondamentaux de la cryptographie symétrique et permet un niveau de sécurité plus élevé. La PKC a continué d'évoluer pendant des décennies, avec de nouvelles applications développées, en particulier dans le domaine des cryptomonnaies.