TP 2 - Les Modes d’Opérations

Auteur·rice
Affiliations

Loïc Rouquette

EPITA Research Laboratory (LRE)

Note

Ce TP est issu des TPs de Pascal Lafourcarde, enseignant chercheur à l’Universtié Clermont-Auvergne.

Exerice 1 (OTP)

  1. Codez une fonction (otp_encryption) qui permet de chiffrer avec le chiffrement parfait (\(C = M \oplus K\)). Cette fonction prend en entrée une clé et un message, tous deux sous forme de binaire, et sa sortie est également une chaîne binaire.
Astuce

Vous aurez peut-être l’usage de l’opérateur ∧ .

  1. Codez la fonction de déchiffrement correspondante (otp_decryption).

Exercice 2 (Openssl et Shell).

L’objectif de cet exercice est de chiffrer une image en ligne de commande (pas en Python, donc) à l’aide des outils fournis par la librairie openssl.

  1. Prenez une image de votre choix et convertissez la dans le format ppm à l’aide de la commande convert.

  2. Avec la commande head, mettez les 3 premières lignes de votre fichier ppm dans un fichier header.txt.

  3. Avec la commande tail mettez tout le fichier ppm sauf les 3 premières lignes dans un fichier body.bin.

  4. Chiffrez avec openssl en AES-ECB le fichier body.bin.

  5. Remettez l’en-tête header.txt au début du fichier obtenu à la question précédente pour avoir une image chiffrée, et observez le résultat.

Exercice 3 (Modes ECB et CBC).

Dans cet exercice, vous allez utiliser la bibliothèque pycryptodome (exécutez si nécessaire pip install pycryptodome dans un terminal) et ses modes de chiffrement AES prédéfinis (voir https://pycryptodome.readthedocs.io/en/latest/index.html).

  • Votre script pourra commencer par la ligne from Crypto.Cipher import AES.
  • Utilisez la clé YELLOW SUBMARINE, qui a le bon goût d’être composée de 16 caractères (= 16 octets), comme requis par AES.
  • Pour les trois premières questions, vous supposerez que la longueur du message clair est un multiple de 16 octets. Si ce n’est pas le cas, vous couperez les derniers caractères du message clair.
  • Choisissez un message long, comportant plus de 16 caractères. Pour éviter les soucis d’encodage, limitez-vous aux caractères ASCII 7 bits (majuscules, minuscules, espaces, ponctuation, pas d’accents, etc.).
  • La commande AES prend des bytes en entrée. Vous pouvez convertir un str en bytes en le faisant précéder d’un b (e.g. b"Hello").
  • Pour la lisibilité de l’affichage des chiffrés, vous voudrez peut-être les convertir en hexadécimal en utilisant la méthode .hex().
Astuce

Implémenter dans un premier temps quelques fonctions utilitaire que vous pourrez réutiliser ensuite comme par example la fonction truncated_windows qui transforme une liste en sous-listes de taille n.

  1. Réalisez le mode de chiffrement AES-EBC et le déchiffrement.

  2. Réalisez le mode de chiffrement AES-CBC et le déchiffrement. Attention à l’erreur decrypt() cannot be called after encrypt().

  3. Réalisez à la main (à partir du mode ECB) le mode de chiffrement AES-CBC et le déchiffrement.

  4. Si vous avez le temps, réalisez la fonction de padding PKCS#7 et la fonction qui ôte le padding. Le remplissage se fait par octets entiers. La valeur de chaque octet ajouté est le nombre d’octets qui sont ajoutés, c’est-à-dire que N octets, chacun de valeur N, sont ajoutés. Le nombre d’octets ajoutés dépend de la limite de bloc à laquelle le message doit être étendu (pour AES, c’est 16). Autrement dit, le remplissage sera l’un des suivants :

01
02 02
03 03 03
04 04 04 04
05 05 05 05 05
06 06 06 06 06 06
etc.