Chapitre 10 — Hachage, Intégrité & Mots de Passe

La cryptographie est l'outil fondamental de la sécurité. Ce module couvre les fonctions de hachage (MD5, SHA), leur utilisation pour l'intégrité et le stockage des mots de passe.

Fonctions de Hachage

Mémorisez ! Le hachage est unidirectionnel — impossible de retrouver la donnée originale depuis le hash. Le même input produit toujours le même hash (déterministe). Une petite modification de l'input produit un hash complètement différent (effet avalanche). Le hash a toujours la même longueur, quel que soit la taille de l'input.

Algorithme	Taille du hash	Statut sécurité	Usages
MD5	128 bits (32 hex)	⚠️ Compromis (collisions)	Checksums non-sécurisés uniquement
SHA-1	160 bits	⚠️ Déprecié (collisions)	Legacy uniquement
SHA-256	256 bits (64 hex)	✅ Recommandé	Intégrité de fichiers, TLS, bitcoin
SHA-3	Variable (224-512 bits)	✅ Recommandé	Alternative à SHA-2 (algorithme différent)
BLAKE2/BLAKE3	Variable	✅ Moderne, rapide	Checksums haute performance

Propriétés requises d'un bon hash cryptographique :

Résistance à la préimage : impossible de retrouver l'input depuis le hash.
Résistance aux collisions : impossible de trouver deux inputs différents qui donnent le même hash.
Effet avalanche : un changement minime de l'input produit un hash radicalement différent.
Déterminisme : le même input donne toujours le même hash.

Hachage pour l'Intégrité

Vérification de fichiers : calculer le hash d'un fichier téléchargé et comparer avec le hash publié. Si identiques = fichier intact (non corrompu, non modifié).
HMAC (Hash-based Message Authentication Code) : combine un hash avec une clé secrète. Assure à la fois l'intégrité (hash) ET l'authenticité (clé). Utilisé dans JWT, HTTPS, IPsec.
Signature numérique : hash du document chiffré avec la clé privée de l'émetteur. Assure intégrité + non-répudiation + authenticité.
Code de hachage dans les téléchargements : les sites de logiciels publient les hashes SHA-256 pour permettre aux utilisateurs de vérifier les fichiers.
Tripwire / FIM (File Integrity Monitoring) : surveille les changements de fichiers système en comparant les hashes actuels aux valeurs de référence. Détecte les rootkits et modifications non autorisées.

Stockage Sécurisé des Mots de Passe

Astuce Examen

Les mots de passe ne doivent JAMAIS être stockés en clair. Ne jamais utiliser MD5 ou SHA-1 directs pour les mots de passe (trop rapides = craquage facile). Utiliser des algorithmes de hachage de mots de passe LENTS : bcrypt, Argon2, scrypt, ou PBKDF2. Ces algorithmes intègrent un salt et sont délibérément lents pour ralentir les attaques par force brute.

Salt : valeur aléatoire unique ajoutée au mot de passe avant hachage. Empêche les attaques par rainbow table (le même mot de passe donne un hash différent pour chaque utilisateur).
Pepper : valeur secrète globale (en plus du salt) ajoutée avant hachage. Stockée séparément de la base de données — un attaquant qui vole la DB sans le pepper ne peut pas cracker les hashes.
Rainbow Table : table précalculée de mots de passe → hashes. Rendue inefficace par le salt (car le salt rend chaque hash unique même pour le même mot de passe).
Algorithmes dédiés aux mots de passe :
- bcrypt : intègre le salt automatiquement, facteur de coût ajustable (work factor).
- Argon2 : gagnant de la Password Hashing Competition 2015. Résistant aux GPU et aux ASICs.
- PBKDF2 : applique un hash (ex: SHA-256) N fois (key stretching). Recommandé par NIST.
- scrypt : mémoire-intensif, résistant aux ASICs.

Quiz — Hachage & Intégrité

1. Qu'est-ce qu'une "collision" dans le contexte des fonctions de hachage ?

Deux systèmes qui envoient des données simultanément sur le même réseau Un hash qui ne correspond pas à sa valeur attendue après transmission Une attaque qui intercepte les données pendant le hachage Deux inputs différents qui produisent le même hash

Collision = H(A) = H(B) avec A ≠ B. Une bonne fonction de hash doit être résistante aux collisions (infaisable de trouver deux inputs différents avec le même output). MD5 et SHA-1 ont des collisions pratiques démontrées (attaques SHAttered pour SHA-1 en 2017). Conséquence : on peut créer de faux documents avec le même hash qu'un document légitime.

2. Un administrateur télécharge une mise à jour de firmware pour un routeur. Pour vérifier que le fichier n'a pas été corrompu ou modifié, il devrait :

Scanner le fichier avec un antivirus Calculer le hash SHA-256 du fichier téléchargé et le comparer avec le hash publié sur le site du fabricant Comparer la taille du fichier avec la taille indiquée Vérifier la date de création du fichier

Vérification d'intégrité via hash : calculer SHA-256 du fichier téléchargé → comparer avec le hash publié par le fabricant. Si identiques : fichier intact (non corrompu pendant le téléchargement, non modifié par un attaquant). Les antivirus ne détectent pas les modifications de firmware légitimes altérées.

3. Un "salt" dans le stockage des mots de passe est utilisé pour :

Chiffrer le mot de passe avant stockage Rallonger les mots de passe courts Ajouter une valeur aléatoire unique par utilisateur avant hachage, rendant inefficaces les attaques par rainbow table Accélérer le processus de hachage

Salt = valeur aléatoire unique générée pour chaque utilisateur et ajoutée au mot de passe avant hachage. Même si deux utilisateurs ont "password123", leurs hashes seront différents. Rend les rainbow tables inutiles (les tables préexistantes ne correspondent plus aux hashes saltés). Le salt est stocké en clair à côté du hash.

4. Parmi les algorithmes suivants, lequel est recommandé pour hacher les mots de passe en base de données ?

bcrypt MD5 SHA-256 SHA-1

bcrypt (et Argon2, scrypt, PBKDF2) sont conçus SPÉCIFIQUEMENT pour les mots de passe. Ils sont délibérément LENTS (coût ajustable) pour résister aux attaques par force brute. SHA-256 est rapide (bon pour l'intégrité) mais mauvais pour les mots de passe (un GPU peut calculer milliards de hashes/sec). MD5 et SHA-1 sont compromis.

5. HMAC (Hash-based Message Authentication Code) offre :

Uniquement la confidentialité des données Uniquement l'intégrité des données Le chiffrement des données L'intégrité ET l'authenticité (vérification que l'expéditeur possède la clé secrète partagée)

HMAC = Hash + clé secrète partagée. Intégrité : le hash détecte toute modification. Authenticité : seul quelqu'un possédant la clé secrète peut générer un HMAC valide. Pas de confidentialité (les données ne sont pas chiffrées). Utilisé dans JWT (signature des tokens), IPsec (AH), TLS (dans les record MAC).

6. L'"effet avalanche" dans une fonction de hachage signifie que :

Les fichiers volumineux prennent plus de temps à hacher Une modification minime de l'input (même 1 bit) produit un hash complètement différent Le hash grossit proportionnellement à la taille de l'input Les collisions se propagent comme une avalanche

Effet avalanche = propriété essentielle d'une bonne fonction de hash. Exemple SHA-256 : "hello" → abc...xyz. "hello." (avec un point) → 1f3...890 (complètement différent). Cela empêche les attaques qui essayent de déduire l'input original en observant des hashes similaires. Critique pour la sécurité des systèmes de signatures.

7. FIM (File Integrity Monitoring) utilise le hachage pour :

Chiffrer les fichiers système Compresser les fichiers pour gagner de l'espace Détecter les modifications non autorisées de fichiers système en comparant les hashes actuels aux hashes de référence Sauvegarder les fichiers importants

FIM (Tripwire, AIDE, OSSEC) = calcule et stocke les hashes des fichiers système critiques (/bin, /etc, fichiers Windows system32). Surveillance régulière : si un hash change, une alerte est déclenchée. Détecte les rootkits qui modifient les exécutables système, les malwares persistants, et les modifications non autorisées.

8. Pourquoi MD5 n'est-il plus recommandé pour les usages de sécurité ? Des attaques pratiques ont démontré qu'il est possible de créer des collisions délibérées (deux fichiers différents avec le même hash MD5) MD5 produit des hashes trop courts (seulement 128 bits) MD5 est trop lent pour les usages modernes MD5 n'est pas déterministe

MD5 a des collisions pratiques démontrées depuis les années 2000. Des chercheurs ont créé deux fichiers différents (ex: deux certificats SSL) avec le même hash MD5. En 2008 : faux certificat CA créé exploitant une collision MD5. Résultat : MD5 est inutilisable pour les signatures numériques, certificats, ou toute vérification d'intégrité sécurisée.

9. Un "rainbow table" est : Un outil de visualisation des flux réseau Un tableau de correspondance des adresses IP et MAC Une table des ports et protocoles réseau standardisés Une base de données précalculée de mots de passe → hashes, permettant de retrouver un mot de passe depuis son hash

Rainbow table = attaque de craquage de mots de passe. Précalcule des millions/milliards de couples (mot_de_passe → hash). Pour cracker : chercher le hash dans la table → trouver le mot de passe. Contre-mesure : SALT. Un salt unique par utilisateur rend les rainbow tables inutilisables car elles ne contiennent pas de hashes saltés.

10. Le "key stretching" (PBKDF2) consiste à : Allonger la clé de chiffrement Étirer le sel (salt) avant hachage Appliquer une fonction de hash des milliers de fois pour ralentir délibérément le processus et résister aux attaques par force brute Utiliser des clés de longueur variable

Key stretching (PBKDF2 = Password-Based Key Derivation Function 2) : applique HMAC-SHA256 un grand nombre d'itérations (ex: 100 000 fois). Le processus légitime (vérification d'un seul mot de passe) reste rapide. Mais les attaques par force brute (millions de tentatives) deviennent des millions de fois plus lentes. Le nombre d'itérations est ajustable selon la puissance disponible.