⌨ Spécialité NSI · Numérique et sciences informatiques Terminale Générale · Chapitre 8

Processus, réseaux et sécurisation des communications

Processus et ordonnancement, états d'un processus, interblocage ; systèmes sur puce ; routage : tables de routage, protocoles RIP et OSPF ; sécurisation : chiffrement symétrique et asymétrique, HTTPS et certificats.

1. Processus et ordonnancement

Définition

Un processus est un programme en cours d'exécution. Le système d'exploitation partage le processeur entre les processus grâce à l'ordonnanceur : chacun s'exécute pendant un court quantum de temps à tour de rôle (tourniquet), donnant l'illusion d'une exécution simultanée.

États d'un processus : l'ordonnanceur du système choisit quel processus prêt devient élu.

Propriété · Interblocage

Il y a interblocage quand deux processus attendent chacun une ressource détenue par l'autre : P1 détient R1 et attend R2, P2 détient R2 et attend R1. Aucun ne peut progresser. On l'évite par exemple en demandant toujours les ressources dans le même ordre.

Propriété · Systèmes sur puce

Un SoC (system on chip) regroupe sur une seule puce processeur, mémoire, processeur graphique, modules de communication : smartphones, objets connectés. Avantages : compacité, faible consommation.

2. Le routage

Réseau de routeurs : RIP minimise le nombre de sauts, OSPF le coût total des liaisons.

Propriété · Protocoles de routage

Chaque routeur possède une table de routage (réseau de destination, passerelle, interface, métrique). RIP : chaque routeur échange sa table avec ses voisins ; la métrique est le nombre de sauts (au plus $15$). OSPF : chaque routeur connaît la carte du réseau et calcule les chemins de coût minimal, le coût d'une liaison étant inversement proportionnel à son débit ($\text{coût} = \dfrac{10^8}{\text{débit en bit/s}}$).

Exemple · Chemin de A à F

RIP choisit A–B–D–F ($3$ sauts) ; OSPF préfère A–C–E–F (coût $1 + 1 + 1 = 3$) au chemin A–B–D–F (coût $10 + 1 + 10 = 21$).

3. Sécuriser les communications

Propriété · Chiffrement symétrique

La même clé sert à chiffrer et à déchiffrer (César, XOR, AES). C'est rapide, mais il faut partager la clé secrète de façon sûre.

Propriété · Chiffrement asymétrique

Chaque personne a une clé publique (diffusée) et une clé privée (secrète). Un message chiffré avec la clé publique de Bob ne peut être déchiffré qu'avec sa clé privée (RSA). C'est plus lent.

Propriété · HTTPS

Le navigateur vérifie le certificat du serveur (signé par une autorité de certification), utilise le chiffrement asymétrique pour échanger une clé de session, puis chiffre la suite des échanges en symétrique (TLS).

Activité · Chiffrer avec XOR

MatérielPython.

ConsigneChiffrer un message en appliquant ^ (ou exclusif) entre chaque code de caractère et une clé, puis déchiffrer avec la même clé.

Résultat

def xor(msg, cle):
    return "".join(chr(ord(c) ^ cle) for c in msg)
c = xor("NSI", 42) ; xor(c, 42)   # 'NSI'

Bilan$(a \oplus k) \oplus k = a$ : c'est un chiffrement symétrique.

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