Signatures numériques et certificats

Une signature numérique prouve qu'un document ou un message a été créé par le détenteur d'une clé privée précise et n'a pas été modifié. Contrairement à une signature manuscrite, elle est liée mathématiquement au contenu : toute modification invalide la signature.

Processus de signature :

1. Hacher le document : H = SHA256(document)
2. Chiffrer l'empreinte avec la clé privée : sig = RSA_encrypt(H, private_key)
3. Joindre la signature au document

Vérification : déchiffrer la signature avec la clé publique, recalculer l'empreinte, puis comparer.

Algorithmes de signature modernes :

• ECDSA (avec P-256) — utilisé dans les certificats TLS et Bitcoin
• Ed25519 (EdDSA) — plus rapide, plus simple, sans vulnérabilité liée à l'aléa de chaque signature, utilisé dans SSH et Signal

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Un certificat numérique (X.509) associe une clé publique à une identité. Il contient : le nom du sujet, la clé publique, la période de validité, l'émetteur et la signature numérique de la CA. Lorsque vous consultez des sites HTTPS, le serveur présente son certificat pour prouver son identité.

Une autorité de certification (CA) est une entité de confiance qui signe des certificats après avoir vérifié l'identité du demandeur. Les navigateurs et les magasins de confiance de l'OS contiennent des certificats de CA racines. Chaînes de confiance : CA racine → CA intermédiaire → certificat d'entité finale.

Let's Encrypt est une autorité de certification (CA) gratuite et automatisée. Elle délivre des certificats à validation de domaine (DV) valables 90 jours, renouvelables automatiquement via le protocole ACME. Depuis 2015, ce service a considérablement favorisé l'adoption de HTTPS.

Niveaux de validation des certificats :

• DV (validation de domaine) — prouve uniquement le contrôle du domaine
• OV (validation de l'organisation) — vérifie que l'organisation existe
• EV (validation étendue) — vérification rigoureuse de l'identité (barre verte, désormais abandonnée dans les navigateurs)

Les certificats compromis doivent être révoqués :

• CRL (liste de révocation des certificats) — liste téléchargeable des numéros de série révoqués
• OCSP (protocole de vérification en ligne de l'état des certificats) — vérification en temps réel d'un seul certificat
• Agrafage OCSP — le serveur joint à la négociation TLS une réponse OCSP signée par la CA

Les journaux de transparence des certificats sont des enregistrements publics auxquels il est uniquement possible d'ajouter des entrées, pour chaque certificat délivré. Les navigateurs exigent une preuve de CT dans les certificats. Cela permet de détecter en quelques heures les certificats délivrés à tort. Recherche : crt.sh

Les éditeurs de logiciels signent les exécutables avec des certificats de signature de code. L'OS vérifie les signatures avant l'exécution. Cela empêche les binaires altérés de s'exécuter discrètement. Gatekeeper de macOS et Windows SmartScreen appliquent les politiques de signature de code.

L'épinglage de certificats inscrit en dur dans les applications les certificats ou les clés publiques attendus. Même si une CA malveillante émet un certificat frauduleux, les applications utilisant l'épinglage le rejettent. Cette technique est utilisée dans les applications mobiles et les services hautement sécurisés. Sa mise à jour est difficile — utilisez-la avec prudence.

Quel mécanisme permet aux navigateurs de vérifier en temps réel si un certificat précis a été révoqué ?

Les signatures numériques prouvent l'authenticité et l'intégrité grâce aux clés privées. Les certificats associent des clés publiques à des identités, avec la signature d'autorités de certification. Let's Encrypt fournit gratuitement des certificats DV. La révocation utilise CRL ou OCSP. Les journaux de transparence des certificats détectent les certificats délivrés à tort. Ed25519 est aujourd'hui l'algorithme de signature de référence.