Formation en cryptographie et cryptanalyse

Leçon 1 • Taxonomie des Primitives Cryptographiques

Classe les chiffrements, les fonctions de hachage et les protocoles d'échange de clés comme éléments de base. Les étudiants peuvent associer tout schéma cryptographique à sa catégorie de primitive.

Leçon 2 • Objectifs et Propriétés de Sécurité

Définit la confidentialité, l'intégrité, l'authentification et la non-répudiation comme objectifs cryptographiques. Ancre tout le contenu technique ultérieur à ces propriétés de sécurité.

Leçon 3 • Préliminaires Mathématiques

Couvre l'arithmétique modulaire, les nombres premiers et la théorie élémentaire des nombres essentielle pour la cryptographie moderne. Fournit la boîte à outils algébrique utilisée tout au long du cours.

Leçon 4 • Entropie et Aléatoire

Explique l'entropie théorie de l'information et son rôle dans la génération de clés et la force des chiffrements. Relie la qualité de l'aléatoire aux garanties de sécurité pratiques.

Leçon 1 • Attaques à Texte Clair Connu et par Indices (Crib)

Exploite la connaissance partielle du texte clair pour récupérer des clés dans les chiffrements classiques et modernes précoces. Montre comment les indices (cribs) ont été utilisés contre le trafic chiffré par Enigma.

Leçon 2 • Techniques d'Analyse Fréquentielle

Utilise les distributions de fréquence des lettres pour attaquer les chiffrements par substitution monoalphabétique. Construit une intuition analytique fondamentale pour toutes les méthodes de cryptanalyse ultérieures.

Leçon 3 • Cryptanalyse des Chiffrements par Transposition

Identifie et casse les chiffrements par transposition en colonnes et en rail-fence à l'aide de l'anagrammation. Contrastes avec les techniques de chiffrement par substitution.

Leçon 4 • Attaques Statistiques et Basées sur l'Entropie

Utilise les tests du chi-deux et les mesures d'entropie pour distinguer le texte chiffré du texte clair. Fournit des outils quantitatifs pour évaluer la force d'un chiffrement de manière statistique.

Leçon 1 • Modes d'Opération des Chiffrements par Blocs

Couvre ECB, CBC, CTR, GCM et d'autres modes, en soulignant les implications de sécurité de chacun. Les étudiants sélectionnent des modes appropriés pour des exigences de sécurité données.

Leçon 2 • Principes de Conception des Chiffrements par Blocs

Examine les réseaux de substitution-permutation, les structures de Feistel et la confusion-diffusion. Établit la logique de conception derrière les chiffrements par blocs modernes.

Leçon 3 • AES et Chiffrements par Blocs Modernes

Détaille les composants internes d'AES, y compris SubBytes, ShiftRows, MixColumns et AddRoundKey. Compare AES à d'autres chiffrements par blocs standardisés.

Leçon 4 • Gestion des Clés Symétriques

Aborde la génération, la distribution, le stockage et la rotation des clés pour les systèmes symétriques. Relie la gestion du cycle de vie des clés aux résultats de sécurité opérationnelle.

Leçon 1 • Propriétés de Sécurité des Fonctions de Hachage

Définit formellement la résistance à la préimage, la résistance à la seconde préimage et la résistance aux collisions. Établit la base de sécurité pour l'évaluation de toute fonction de hachage.

Leçon 2 • SHA-3 et la Construction Éponge (Sponge)

Couvre la construction éponge de Keccak, les compromis entre le taux (rate) et la capacité (capacity), et les variantes de SHA-3. Contraste les avantages de conception de l'éponge par rapport à Merkle-Damgård.

Leçon 3 • Applications du hachage dans les protocoles

Applique les fonctions de hachage au stockage de mots de passe, aux schémas d'engagement et aux arbres de Merkle. Montre comment les propriétés de hachage se traduisent en garanties de sécurité au niveau du protocole.

Leçon 4 • Construction de Merkle-Damgård

Explique le modèle de fonction de compression itérée sous-jacent à MD5, SHA-1 et SHA-2. Identifie les attaques par extension de longueur comme une faiblesse structurelle de cette conception.

Leçon 1 • Échange de clés Diffie-Hellman

Explique les protocoles Diffie-Hellman classique et sur courbe elliptique ainsi que leurs hypothèses de sécurité. Identifie les vulnérabilités d'homme du milieu et les variantes authentifiées.

Leçon 2 • Cryptosystème RSA

Dérive la génération de clés, le chiffrement et le déchiffrement RSA à partir de fondements en théorie des nombres. Analyse les faiblesses du RSA textuel et les mesures d'atténuation par schémas de remplissage.

Leçon 3 • Schémas de signature numérique

Couvre la génération et la vérification de signatures RSA-PSS, DSA et ECDSA. Analyse les vulnérabilités de réutilisation du nonce et les problèmes de malléabilité des signatures.

Leçon 4 • Cryptographie sur courbes elliptiques

Introduit les groupes de courbes elliptiques, l'addition de points et le problème du logarithme discret sur les courbes. Compare l'efficacité et la sécurité de l'ECC à celles du RSA à des niveaux équivalents.

Leçon 1 • Attaques par canaux auxiliaires

Couvre les attaques temporelles, l'analyse de la consommation électrique et les émanations électromagnétiques sur les implémentations cryptographiques. Enseigne les contre-mesures, y compris le masquage, l'aveuglement (blinding) et le codage à temps constant.

Leçon 2 • Cryptanalyse différentielle

Applique la propagation de la différence d'entrée à travers les tours du chiffrement pour récupérer les bits de sous-clé. Analyse l'uniformité différentielle de la boîte-S comme principale défense de conception.

Leçon 3 • Classification formelle des modèles d'attaque

Définit les modèles d'attaque : texte chiffré seul, texte clair connu, texte clair choisi et texte chiffré choisi. Établit le cadre adverse utilisé dans toute analyse cryptanalytique moderne.

Leçon 4 • Cryptanalyse linéaire

Utilise les approximations linéaires des boîtes-S pour construire des discriminateurs statistiques pour la récupération de clé. Relie l'amplitude du biais linéaire aux exigences de complexité des données d'attaque.

Leçon 1 • Vulnérabilités courantes des protocoles

Catalogue les attaques par rejeu, déclassement, oracle et partage de clé inconnu avec des exemples concrets. Fournit des patrons de conception qui préviennent systématiquement chaque classe de vulnérabilité.

Leçon 2 • Conception de protocoles d'authentification

Couvre les schémas d'identification par défi-réponse, d'authentification mutuelle et à connaissance nulle (zero-knowledge). Analyse les attaques par réflexion et par entrelacement sur les protocoles d'authentification défectueux.

Leçon 3 • Méthodes de Vérification Formelle

Applique la logique BAN, ProVerif et Tamarin pour vérifier mécaniquement les propriétés de sécurité des protocoles. Montre comment les outils formels détectent des défauts subtils manqués par l'analyse manuelle.

Leçon 4 • Protocoles d'Établissement de Clés

Analyse les protocoles station-to-station, la poignée de main TLS et l'établissement de clés du protocole Signal. Évalue chaque protocole en fonction de la confidentialité persistante (forward secrecy) et de l'usurpation par compromission de clé (key compromise impersonation).

Leçon 1 • Schémas Basés sur le Hachage et les Codes Correcteurs

Examine les signatures stateless basées sur le hachage SPHINCS+ et le chiffrement basé sur les codes correcteurs Classic McEliece. Évalue les hypothèses de sécurité prudentes sous-jacentes à chaque schéma.

Leçon 2 • Paysage de la Menace Informatique Quantique

Explique les algorithmes de Shor et de Grover et leur impact sur RSA, ECC et les chiffrements symétriques. Quantifie la réduction de sécurité que chaque algorithme impose aux normes actuelles.

Leçon 3 • Cryptographie Basée sur les Réseaux (Lattice)

Couvre les problèmes Learning With Errors (LWE), Ring-LWE, et les schémas CRYSTALS-Kyber et CRYSTALS-Dilithium. Analyse les hypothèses de difficulté et la sélection des paramètres pour les primitives basées sur les réseaux.

Leçon 4 • Stratégie de Migration Post-Quantique

Guide les déploiements hybrides classiques-quantiques, l'agilité algorithmique et les calendriers de normalisation. Les étudiants peuvent produire une feuille de route de migration pour une infrastructure cryptographique existante.