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 des nombres de base essentielle à la cryptographie moderne. Fournit la boîte à outils algébrique utilisée tout au long du cours.

Leçon 4 • Entropie et aléatoire

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

Leçon 1 • Attaques à texte clair connu et par crib

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

Leçon 2 • Techniques d'analyse fréquentielle

Utilise les distributions de fréquences des lettres pour attaquer les chiffrements par substitution monoalphabétique. Développe l'intuition analytique fondamentale pour toutes les méthodes de cryptanalyse ultérieures.

Leçon 3 • Cryptanalyse des chiffrements par transposition

Identifie et casse les chiffrements par transposition colonnaire et en rail-fence à l'aide d'anagrammes. Compare l'analyse par transposition aux 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 robustesse d'un chiffrement de manière statistique.

Leçon 1 • Modes opératoires des chiffrements par blocs

Couvre les modes ECB, CBC, CTR, GCM et autres, en mettant en évidence les implications de sécurité de chacun. Les étudiants sélectionnent les 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 mécanismes 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 opérationnels de sécurité.

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 référence de sécurité pour l'évaluation de toute fonction de hachage.

Leçon 2 • SHA-3 et construction en éponge

Couvre la construction en éponge de Keccak, les compromis entre débit et capacité, et les variantes de SHA-3. Compare 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 qui sous-tend 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 théorique et les mesures d'atténuation par schéma de rembourrage.

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 de RSA à des niveaux équivalents.

Leçon 1 • Attaques par canaux auxiliaires

Couvre les attaques par synchronisation, analyse de la consommation et émanations électromagnétiques sur les implémentations cryptographiques. Enseigne les contre-mesures, y compris le masquage, l'aveuglement et le codage en temps constant.

Leçon 2 • Cryptanalyse différentielle

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

Leçon 3 • Classification formelle des modèles d'attaque

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

Leçon 4 • Cryptanalyse linéaire

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

Leçon 1 • Vulnérabilités courantes des protocoles

Catalogue les attaques par rejeu, par rétrogradation, par oracle et par échange de clés 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, par authentification mutuelle et à connaissance nulle. Analyse les attaques par réflexion et par entrelacement sur les protocoles d'authentification défaillants.

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 négociation TLS et l'établissement de clés du protocole Signal. Évalue chaque protocole par rapport à la confidentialité persistante et à l'usurpation d'identité par compromission de clé.

Leçon 1 • Schémas basés sur le hachage et sur les codes

Examine les signatures sans état SPHINCS+ et le chiffrement basé sur les codes Classic McEliece. Évalue les hypothèses de sécurité conservatrices qui sous-tendent chaque schéma.

Leçon 2 • Paysage de la menace du calcul quantique

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

Leçon 3 • Cryptographie basée sur les réseaux

Couvre les schémas Learning With Errors, Ring-LWE, 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 classique-quantique, l'agilité algorithmique et les calendriers de normalisation. Les étudiants peuvent produire une feuille de route de migration pour une infrastructure cryptographique existante.