Encryption and hashing · Cryptage et hachage
| English | Français |
|---|---|
| symmetric/sɪˈmetrɪk/ | symétrique |
| encryption/enˈkrɪpʃn/ | chiffrement |
| asymmetric/ˌeɪsɪˈmetrɪk/ | asymétrique |
| plaintext/ˈpleɪntekst/ | texte clair |
| ciphertext/ˈsaɪfətekst/ | chiffre chiffré |
| decrypt/dɪˈkrɪpt/ | déchiffrer |
| key pair/kiː peə/ | paire de clés |
| public key/ˈpʌblɪk kiː/ | clé publique |
| private key/ˈpraɪvət kiː/ | clé privée |
| session key/ˈseʃn kiː/ | clé de session |
| cryptographic hash/ˌkrɪptəˈɡræfɪk hæʃ/ | hachage cryptographique |
| digest/ˈdaɪdʒest/ | digest |
Two strangers agreeing a secret in public
- Here is a problem that sounds impossible. You and a shop have never met and share nothing. Everything you say to each other is overheard by everyone. Agree a secret key.
- Until 1976 the answer was that you cannot: symmetric encryption needs the key delivered in advance, by courier or in person, which is why wartime codebooks were printed and shipped.
- Then Diffie, Hellman and later Rivest, Shamir and Adleman showed it can be done, using a key that only locks and a different key that only unlocks. Every purchase you have ever made online rests on it.
- This lesson is symmetric 对称 and asymmetric 非对称 encryption, why real systems use both, and the one-way function called hashing.
Deux inconnus s'accordant sur un secret en public
- Voici un problème qui semble impossible. Vous et un magasin ne vous êtes jamais rencontrés et ne partagez rien. Tout ce que vous vous dites est entendu par tous. Accordez-vous sur une clé secrète.
- Jusqu'en 1976, la réponse était que vous ne pouviez pas : le chiffrement symétrique nécessite que la clé soit livrée à l'avance, par coursier ou en personne, c'est pourquoi les livres de codes militaires étaient imprimés et expédiés.
- Ensuite, Diffie, Hellman et plus tard Rivest, Shamir et Adleman ont montré que c'était possible, en utilisant une clé qui sert uniquement à verrouiller et une différente clé qui sert uniquement à déverrouiller. Chaque achat en ligne que vous avez jamais fait repose dessus.
- Cette leçon porte sur le chiffrement symétrique 对称 et asymétrique 非对称, pourquoi les systèmes réels utilisent les deux, et sur la fonction à sens unique appelée hachage.
The vocabulary
- Encryption 加密 turns readable plaintext 明文 into unreadable ciphertext 密文 using a key; to decrypt 解密 is to reverse it with the appropriate key.
- Encryption protects confidentiality: an intercepted copy cannot be understood. It does not stop the data being intercepted, delayed or deleted.
- The strength lies in the key, not in keeping the algorithm secret. The algorithms are published and studied precisely so that weaknesses are found by friends rather than enemies.
Le vocabulaire
- Le chiffrement 加密 transforme un plaintext 明文 lisible en ciphertext 密chiffré illisible en utilisant une clé ; déchiffrer 解密 est de l'inverser avec la clé appropriée.
- Le chiffrement protège la confidentialité : une copie interceptée ne peut pas être comprise. Il ne stoppe pas les données d'être interceptées, retardées ou supprimées.
- La sécurité réside dans la clé, pas dans le secret de l'algorithme. Les algorithmes sont publiés et étudiés précisément pour que leurs faiblesses soient trouvées par des amis plutôt que par des ennemis.
Symmetric encryption
- Symmetric encryption uses the same key to encrypt and to decrypt. AES is the standard example.
- It is fast, so it suits bulk data: a whole disk, a video stream, a large file.
- Its weakness is key distribution: the key must reach the other party without being intercepted, and if it is intercepted the whole scheme is broken. With $n$ people who all wish to talk privately in pairs, the number of keys needed grows with the square of $n$.
Chiffrement symétrique
- Le chiffrement symétrique utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer. AES est l'exemple standard.
- Il est rapide, ce qui le rend adapté aux données massives : tout un disque, un flux vidéo, un grand fichier.
- Sa faiblesse est la distribution des clés : la clé doit atteindre l'autre partie sans être interceptée, et si elle est interceptée, tout le système est compromis. Avec $n$ personnes qui souhaitent toutes communiquer en privé par paires, le nombre de clés nécessaires croît au carré de $n$.
A shift cipher (symmetric key) · Chiffre par décalage (clé symétrique)
Caesar's cipher shifts every letter forward by a fixed key. The SAME key both encrypts and decrypts — that is what symmetric means. Try to read the ciphertext without knowing the shift. · Le chiffre de César décale toutes les lettres d'un décalage fixe. LA MÊME clé sert à la fois au chiffrement et au déchiffrement — c'est ce que signifie symétrique. Essayez de lire le texte chiffré sans connaître le décalage.
Symmetric encryption uses: · Le chiffrement symétrique utilise :
Symmetric encryption shares one secret key — fast, but it must be distributed securely. · Le chiffrement symétrique partage une seule clé secrète — rapide, mais elle doit être distribuée en toute sécurité.
Asymmetric encryption
- Asymmetric encryption gives each user a key pair 密钥对: a public key 公钥 they publish to the world, and a private key 私钥 they never reveal.
- Anything encrypted with the public key can be decrypted only with the matching private key. So to send Alice a confidential message you encrypt with Alice's public key, and only Alice can read it.
- No prior key exchange is needed, which solves the problem the lesson opened with. The cost is that it is much slower, so it is not used for large amounts of data.
One key locks, the other unlocks, and only one of them is secret
Chiffrement asymétrique
- Le chiffrement asymétrique fournit à chaque utilisateur une paire de clés 密钥对 : une clé publique 公钥 qu'il publie pour le monde entier, et une clé privée 私钥 qu'il ne révèle jamais.
- Tout ce qui est chiffré avec la clé publique ne peut être déchiffré que avec la clé privée correspondante. Ainsi, pour envoyer un message confidentiel à Alice, vous chiffrez avec sa clé publique, et seule Alice peut le lire.
- Aucun échange préalable de clé n'est nécessaire, ce qui résout le problème soulevé dans cette leçon. Le coût est qu'elle est beaucoup plus lente, donc elle n'est pas utilisée pour de grandes quantités de données.
Une clé verrouille, l'autre déverrouille, et seule l'une d'elles est secrète
Match each cryptographic tool to what it uses. · Reliez chaque outil cryptographique à ce qu'il utilise.
Symmetric is fast but needs key sharing; asymmetric solves that with a key pair; hashing is one-way; HTTPS combines them. · Le symétrique est rapide mais nécessite le partage de clé ; l'asymétrique résout cela avec une paire de clés ; le hachage est à sens unique ; HTTPS les combine.
To send a confidential message to Alice using asymmetric encryption, you encrypt with: · Pour envoyer un message confidentiel à Alice en utilisant le chiffrement asymétrique, vous chiffrez avec :
Encrypting with the recipient's public key means only their matching private key can decrypt it. · Chiffrer avec la clé publique du destinataire signifie que seule leur clé privée correspondante peut le déchiffrer.
Match each kind of encryption to its main weakness. · Reliez chaque type de chiffrement à sa principale faiblesse.
The hybrid scheme uses each to cover the other's weakness: asymmetric to deliver the key, symmetric to carry the data. · Le schéma hybride utilise chacun pour couvrir la faiblesse de l'autre : l'asymétrique pour livrer la clé, le symétrique pour transporter les données.
Worked example: send a confidential message
- Explain how asymmetric encryption lets Bob send a confidential message to Alice, even if they have never met. [3]
- Alice publishes her public key, which anyone may have, including an eavesdropper.
- Bob encrypts the message with Alice's public key. The ciphertext can only be decrypted by the matching private key.
- Alice decrypts it with her private key, which she has never shared. An eavesdropper holding the public key and the ciphertext cannot recover the message.
- The commonest error is saying Bob encrypts with his own key. Trace whose key is used at each step.
Exemple résolu : envoyer un message confidentiel
- Expliquez comment le chiffrement asymétrique permet à Bob d'envoyer un message confidentiel à Alice, même s'ils ne se sont jamais rencontrés. [3]
- Alice publie sa clé publique, que n'importe qui peut posséder, y compris un espion.
- Bob chiffre le message avec la clé publique d'Alice. Le texte chiffré ne peut être déchiffré que par la clé privée correspondante.
- Alice le déchiffre avec sa clé privée, qu'elle n'a jamais partagée. Un espion détenu la clé publique et le texte chiffré ne peuvent pas récupérer le message.
- L'erreur la plus courante consiste à dire que Bob chiffre avec sa propre clé. Tracez quelle clé est utilisée à chaque étape.
Bob sends Alice a confidential message using asymmetric encryption. Which key does he encrypt with? · Bob envoie à Alice un message confidentiel en utilisant le chiffrement asymétrique. Avec quelle clé le chiffre-t-il ?
Only Alice's private key can undo what her public key did, and only Alice has it. Bob never sees Alice's private key at all. · Seule la clé privée d'Alice peut annuler ce que sa clé publique a fait, et seule Alice l'a. Bob ne voit jamais la clé privée d'Alice du tout.
The hybrid approach, which is what really happens
- Symmetric is fast but cannot share its key; asymmetric can share a key but is slow. Real systems use each for what it is good at.
- The client generates a random session key 会话密钥, encrypts that small key with the server's public key, and sends it. The server decrypts it with its private key, and now both sides hold the same session key.
- Every byte of the actual conversation is then encrypted symmetrically with that session key: fast, and the slow asymmetric step happened only once, on a few bytes.
- This is exactly how HTTPS and SSH work.
Asymmetric to agree the key, symmetric to carry the data
L'approche hybride, qui est celle réellement mise en œuvre
- Le symétrique est rapide mais ne peut pas partager sa clé ; l'asymétrique peut partager une clé mais est lent. Les systèmes réels utilisent chacun pour ce qu'il fait de mieux.
- Le client génère une clé de session aléatoire 会话密钥, chiffre cette petite clé avec la clé publique du serveur, et l'envoie. Le serveur la déchiffre avec sa clé privée, et maintenant les deux parties possèdent la même clé de session.
- Chaque octet de la conversation réelle est ensuite chiffré symétriquement avec cette clé de session : c'est rapide, et l'étape asynchrone lente n'a eu lieu qu'une seule fois, sur quelques octets.
- C'est exactement ainsi que fonctionnent HTTPS et SSH.
Asymétrique pour convenir de la clé, symétrique pour transporter les données
In the hybrid approach used by HTTPS, asymmetric encryption is used to: · Dans l'approche hybride utilisée par HTTPS, le chiffrement asymétrique est utilisé pour :
Slow asymmetric crypto just shares a session key; the bulk data then uses fast symmetric encryption. · La crypto asymétrique lente sert simplement à échanger une clé de session ; les données volumineuses utilisent alors le chiffrement symétrique rapide.
Put the steps of the hybrid scheme used by HTTPS in order. · Placez les étapes du schéma hybride utilisé par HTTPS dans l'ordre.
The slow asymmetric step runs once, on a few bytes; everything after it is fast symmetric encryption. · L'étape asymétrique lente ne s'exécute qu'une fois, sur quelques octets ; tout ce qui suit est un chiffrement symétrique rapide.
Hashing
- A cryptographic hash 密码散列 turns an input of any size into a fixed-size digest 摘要. The same input always gives the same digest, and a tiny change to the input changes the digest completely.
- It is one-way: the input cannot be recovered from the digest. That is the whole point, and it is what makes it different from encryption, which is designed to be reversed.
- Uses: storing passwords, where the system keeps only the digest and compares digests at login, so a stolen database yields no passwords; and checking integrity, where a file's digest is recomputed and compared to detect any change.
Hachage
- Un hachage cryptographique 密码散列 transforme une entrée de toute taille en un digest 摘要 de taille fixe. La même entrée donne toujours le même digest, et une infime modification de l'entrée change complètement le digest.
- Il est à sens unique : l'entrée ne peut pas être récupérée à partir du digest. C'est là tout l'intérêt, et c'est ce qui le distingue du chiffrement, conçu pour être réversible.
- Utilisations : stockage des mots de passe, où le système conserve uniquement le digest et compare les digests lors de la connexion, donc une base de données volée ne fournit aucun mot de passe ; et vérification de l'intégrité, où le digest d'un fichier est recalculé et comparé pour détecter tout changement.
A cryptographic hash produces a fixed-size ____ from an input of any size. · Un hash cryptographique produit une ____ de taille fixe à partir d'une entrée de taille quelconque.
The same input always gives the same digest, a small change gives a completely different one, and the input cannot be recovered from it. · La même entrée donne toujours le même digest, une petite modification donne un résultat complètement différent, et l'entrée ne peut pas être récupérée à partir de lui.
Worked example: why hash a password instead of encrypting it
- A website stores users' passwords as hashes rather than as encrypted text. Explain why.
- Encryption is reversible: a key exists somewhere that turns the stored value back into the password, and an attacker who obtains the database may also obtain the key.
- Hashing is one-way, so a stolen database of digests does not yield the passwords, and even the site's own staff cannot read them.
- Login still works because the system hashes what the user typed and compares digests, never the passwords themselves.
Exemple résolu : pourquoi hacher un mot de passe au lieu de le chiffrer
- Un site web stocke les mots de passe des utilisateurs sous forme de hachages plutôt que de texte chiffré. Expliquez pourquoi.
- Le chiffrement est réversible : une clé existe quelque part qui reconvertit la valeur stockée en mot de passe, et un attaquant qui obtient la base de données peut également obtenir la clé.
- Le hachage est à sens unique, donc une base de données de digests volée ne fournit pas les mots de passe, et même le personnel du site ne peut pas les lire.
- La connexion fonctionne toujours car le système hache ce que l'utilisateur a tapé et compare les digests, jamais les mots de passe eux-mêmes.
Hashing and the avalanche effect · Hachage et effet d'avalanche
A hash is one-way: easy to compute, practically impossible to reverse. A tiny change in the input flips a large, unpredictable part of the output — the avalanche effect that makes hashes good for passwords. · Un hash est à sens unique : facile à calculer, pratiquement impossible à inverser. Une petite modification de l'entrée provoque un changement important et imprévisible dans la sortie — l'effet d'avalanche qui rend les hashes excellents pour les mots de passe.
A cryptographic hash is one-way (you cannot recover the input from the digest) and shows the avalanche effect — a tiny change in the input flips a large, unpredictable part of the output. · Une fonction de hachage cryptographique est à sens unique (vous ne pouvez pas récupérer l'entrée à partir du digest) et présente l'effet d'avalanche — un minuscule changement dans l'entrée modifie une grande partie imprévisible de la sortie.
One-wayness plus avalanche is what makes hashes good for storing passwords and checking integrity. · La sensibilité aux entrées combinée à l'effet d'avalanche sont ce qui rend les hachages efficaces pour stocker les mots de passe et vérifier l'intégrité.
Why store passwords as hashes rather than encrypted? Select all · tout that apply. · Pourquoi stocker les mots de passe sous forme de hachages plutôt que chiffrés ? Sélectionnez tous les choix applicables.
A fixed-size digest may indeed be shorter, but that is not the security reason. Irreversibility is. · Un digest de taille fixe peut effectivement être plus court, mais ce n'est pas la raison de sécurité. C'est l'irréversibilité qui compte.
Marks that slip away
- To send someone a confidential message you use their public key, not yours. Say whose key at every step.
- Symmetric's weakness is key distribution; asymmetric's weakness is speed. The hybrid uses each to cover the other's.
- Hashing is one-way and is not encryption: there is no key and nothing to decrypt.
- Encryption protects confidentiality only. It does not stop interception, deletion, or a message being altered undetectably: for that you need a hash.
Pièges qui font perdre des points
- Pour envoyer un message confidentiel à quelqu'un, utilisez sa clé publique, pas la vôtre. Dites quelle clé est utilisée à chaque étape.
- La faiblesse du symétrique est la distribution des clés ; la faiblesse de l'asymétrique est la vitesse. L'hybride utilise chacun pour couvrir la faiblesse de l'autre.
- Le hachage est à sens unique et n'est pas un chiffrement : il n'y a pas de clé et rien à déchiffrer.
- Le chiffrement protège uniquement la confidentialité. Il n'empêche pas l'interception, la suppression ou l'altération indétectable d'un message : pour cela, il faut un hachage.
You've got it
- encryption turns plaintext into ciphertext with a key and protects confidentiality only; the strength is in the key, not in hiding the algorithm
- symmetric: one shared key, fast, good for bulk data, weak on key distribution · asymmetric: a public key to encrypt and a private key to decrypt, needs no prior exchange, but slow
- the hybrid used by HTTPS and SSH sends a random session key encrypted asymmetrically, then carries the data symmetrically
- a cryptographic hash makes a fixed-size digest, is one-way, and is used for passwords and integrity checks
Vous avez compris
- Le chiffrement transforme le texte en clair en texte chiffré avec une clé et protège uniquement la confidentialité ; la force réside dans la clé, pas dans le camouflage de l'algorithme
- Symétrique : une clé partagée, rapide, bon pour les données massives, faible sur la distribution des clés · Asymétrique : une clé publique pour chiffrer et une clé privée pour déchiffrer, pas besoin d'échange préalable, mais lent
- l'hybride utilisé par HTTPS et SSH envoie une clé de session aléatoire chiffrée asymétriquement, puis transporte les données symétriquement
- un hachage cryptographique produit un digest de taille fixe, est à sens unique, et est utilisé pour les mots de passe et les vérifications d'intégrité