Cours d'ingénierie de la sécurité et cryptographie

Leçon 1 • Cycle de vie de l'ingénierie de la sécurité

Mappe les activités de sécurité à chaque phase du cycle de vie du développement logiciel. Établit le contexte du processus pour tous les contrôles techniques enseignés ultérieurement.

Leçon 2 • Mentalité de l'attaquant et modèles d'adversaire

Examine les motivations, les capacités et les tactiques des attaquants pour éclairer la conception défensive. Développe l'empathie pour la pensée antagoniste en tant que compétence d'ingénierie fondamentale.

Leçon 3 • Principes et concepts fondamentaux de la sécurité

Présente la confidentialité, l'intégrité, la disponibilité et la non-répudiation comme facteurs de conception. Relie les principes fondamentaux à chaque décision d'ingénierie ultérieure dans le cours.

Leçon 4 • Ingénierie des exigences de sécurité

Couvre l'élicitation, la documentation et la validation des exigences de sécurité auprès des parties prenantes. Relie les exigences à des contrôles vérifiables et à des critères d'acceptation.

Leçon 1 • Probabilités et théorie de l'information

Enseigne l'entropie, le caractère aléatoire et les définitions de sécurité probabilistes. Ancre les preuves de sécurité et l'analyse de l'espace des clés dans des termes rigoureux de la théorie de l'information.

Leçon 2 • Complexité calculatoire pour la cryptographie

Explique les hypothèses de difficulté et les classes de complexité qui justifient la sécurité cryptographique. Permet aux étudiants d'évaluer si la sécurité d'un schéma est bien fondée.

Leçon 3 • Arithmétique modulaire et théorie des nombres

Couvre les opérations modulaires, les congruences et les propriétés des nombres premiers essentielles à la cryptographie. Fournit la boîte à outils arithmétique pour tous les algorithmes symétriques et asymétriques.

Leçon 1 • Chiffrements classiques et historiques

Passe en revue les chiffrements par substitution, par transposition et de Vigenère pour illustrer les faiblesses fondamentales. Motive les exigences de conception modernes à travers la cryptanalyse historique.

Leçon 2 • Conception de chiffrement par blocs et AES

Examine les réseaux de substitution-permutation, les structures de Feistel et les composants internes d'AES. Fournit les connaissances structurelles nécessaires pour évaluer la sécurité des chiffrements par blocs.

Leçon 3 • Schémas de chiffrement authentifié

Intègre la confidentialité et l'intégrité dans des constructions AEAD combinées telles que AES-GCM et ChaCha20-Poly1305. Relie à la conception de protocoles sécurisés dans les chapitres ultérieurs.

Leçon 4 • Modes de fonctionnement

Couvre les modes ECB, CBC, CTR, GCM et autres avec leurs propriétés de sécurité et leurs cas d'échec. Permet une sélection correcte du mode pour des besoins spécifiques de confidentialité et d'intégrité.

Leçon 1 • Cryptosystème RSA

Dérive RSA de la difficulté de factorisation d'entiers et couvre la génération de clés, le chiffrement et la signature. Met en évidence les exigences de rembourrage et les pièges d'implémentation courants.

Leçon 2 • Signatures numériques et non-répudiation

Formalise les modèles de sécurité des signatures et couvre DSA, EdDSA et les signatures aveugles. Relie les schémas de signature aux exigences d'identité et de non-répudiation.

Leçon 3 • Encapsulation de clés et chiffrement hybride

Combine le transport de clés asymétriques avec le chiffrement symétrique pour une protection pratique des données. Prépare les étudiants à concevoir des systèmes hybrides utilisés dans TLS et la messagerie sécurisée.

Leçon 4 • Cryptographie à courbes elliptiques

Couvre les groupes de courbes elliptiques, ECDH et ECDSA en mettant l'accent sur la sélection des courbes et la sécurité. Démontre les avantages en termes d'efficacité par rapport à RSA à des niveaux de sécurité équivalents.

Leçon 1 • Famille SHA et algorithmes de hachage modernes

Couvre les faiblesses de SHA-1, les composants internes de SHA-2 et la conception en éponge de SHA-3. Guide la sélection des algorithmes en fonction des exigences de sécurité et des contraintes de performance.

Leçon 2 • Hachage de mots de passe et dérivation de clés

Couvre bcrypt, scrypt, Argon2 et PBKDF2 pour le stockage des mots de passe et l'étirement de clés. Aborde la résistance à l'utilisation intensive de la mémoire et au parallélisme contre les attaques hors ligne.

Leçon 3 • Propriétés et conception des fonctions de hachage

Définit la résistance à la préimage, à la seconde préimage et aux collisions avec des modèles de sécurité formels. Établit les propriétés dont dépendent toutes les applications de hachage ultérieures.

Leçon 4 • Schémas d'engagement et bases de la connaissance nulle

Présente les engagements basés sur le hachage et l'intuition derrière les preuves à connaissance nulle. Relie ces primitives à la conception de protocoles préservant la confidentialité dans les chapitres ultérieurs.

Leçon 1 • Gestion du cycle de vie des certificats

Enseigne les workflows de délivrance, de renouvellement, de révocation et d'expiration pour la PKI opérationnelle. Relie les lacunes du cycle de vie aux pannes réelles et aux incidents de sécurité.

Leçon 2 • Certificats X.509 et autorités de certification

Couvre la structure des certificats, les extensions et la conception de la hiérarchie des CA pour l'établissement de la confiance. Fournit les connaissances structurelles requises pour toutes les décisions de déploiement PKI.

Leçon 3 • Protocoles d'accord de clés et rotation

Couvre le calendrier des clés TLS 1.3, le crantage du protocole Signal et les stratégies de rotation automatisée des clés. Prépare les étudiants à mettre en œuvre une gestion des clés à secret de transmission et à récupération après effraction.

Leçon 4 • Modèles de confiance et toile de confiance

Compare la PKI hiérarchique, la toile de confiance et les modèles de confiance DANE avec leurs compromis de sécurité. Permet des décisions éclairées sur l'architecture de confiance pour divers contextes de déploiement.

Leçon 1 • Objectifs de sécurité des protocoles et modèles de menace

Définit les objectifs d'authentification, de secret et d'intégrité dans le cadre du modèle d'adversaire Dolev-Yao. Cadre toute l'analyse de protocole ultérieure dans un contexte de menace formel cohérent.

Leçon 2 • Attaques courantes sur les protocoles

Examine les attaques par relecture, réflexion, homme du milieu et downgrade avec des exemples concrets. Développe la compétence d'analyse antagoniste nécessaire pour durcir les implémentations de protocoles.

Leçon 3 • TLS et protocoles de transport sécurisés

Analyse en profondeur de la poignée de main TLS 1.3, de la couche d'enregistrement et des protections contre le downgrade. Relie les composants internes du protocole aux primitives cryptographiques couvertes dans les chapitres précédents.

Leçon 4 • Méthodes de vérification formelle de protocoles

Présente ProVerif, Tamarin et la logique BAN pour les preuves automatisées de correction de protocoles. Montre comment les outils formels détectent les défauts manqués par l'analyse manuelle.

Leçon 1 • Vulnérabilités d'implémentation cryptographique

Couvre les canaux latéraux temporels, les attaques par oracle de rembourrage et l'injection de fautes dans le code cryptographique. Relie les défauts d'implémentation aux primitives théoriques étudiées dans les chapitres précédents.

Leçon 2 • Conception et mauvais usage des API cryptographiques

Analyse les échecs de conception d'API courants qui conduisent à un mauvais usage, y compris la confusion de clés et l'exposition de nonce. Guide les étudiants dans la conception d'API difficiles à utiliser incorrectement.

Leçon 3 • Techniques d'analyse par canaux auxiliaires

Enseigne l'analyse de puissance, l'analyse électromagnétique et les canaux auxiliaires acoustiques contre le matériel. Prépare les étudiants à évaluer la sécurité physique des dispositifs cryptographiques.

Leçon 4 • Agilité cryptographique et migration

Enseigne la négociation d'algorithmes, la planification de l'abandon et les stratégies de migration pour les systèmes cryptographiques vieillissants. Prépare les étudiants à gérer des systèmes à longue durée de vie lors des transitions d'algorithmes.