Fiche concept 3.2.1¶

📌 3.2.1 Sécuriser le réseau : protocoles, IP et routage de l’information ?¶

#Internet #Web #Réseau #Protocole #Routeur #AdresseIP #Routage #DNS # LAN # WAN #HTTP #HTTPS #TCP #IP #BGP #DNSSEC #Métadonnées #DéniDeService

Résumé

Internet est un immense réseau mondial d’ordinateurs interconnectés qui communiquent entre eux via des protocoles.
Un protocole de communication est un ensemble de règles définissant la manière dont les ordinateurs s'identifient les uns les autres, régissant la transmission et la réception de données dans un réseau, ainsi que le traitement des erreurs.
Le routage choisit le chemin que suivent les paquets de données. Le protocole BGP permet aux grands réseaux de s’échanger les routes disponibles, afin de trouver un chemin adapté.
Le protocole TCP/IP est la norme pour les communications Internet. IP assure l’acheminement des données, tandis que TCP les segmente en paquets, détecte les pertes éventuelles et garantit leur réception correcte.
Le système DNS traduit un nom de site en adresse IP. Il joue le rôle d’annuaire d’Internet.
Les protocoles HTTP et HTTPS : HTTP sert à afficher les pages web et HTTPS est sa version sécurisée (avec chiffrement des données).
Les réseaux sur lesquels repose Internet sont à la fois indispensables et vulnérables.

Dans un monde ultra-connecté, sécuriser les données numériques est une priorité. Et pour les protéger, il faut d’abord comprendre comment elles circulent sur Internet. Cela passe par les bases du réseau : protocoles, adresses IP, routage et localisation des informations — des éléments clés pour la cybersécurité.

→ Pourquoi croire que "le Web, c’est Internet" peut nous rendre vulnérable ? ¶

Nous pensons souvent qu’Internet et le Web, c’est la même chose : c’est faux¹ ! Les menaces ne sont pas les mêmes selon qu’on attaque l’infrastructure (les réseaux) ou les services et contenus (les sites web). Par exemple, un site web peut être sécurisé en HTTPS, ce qui garantit que les données échangées entre l’utilisateur et le site sont chiffrées et protégées. Cependant, si le système DNS(1) est compromis (c'est-à-dire si un attaquant parvient à modifier ou à contrôler les informations permettant de trouver l'adresse réelle d'un site sur Internet), un internaute qui saisit l'adresse d'un site légitime peut être redirigé vers un site frauduleux sans le savoir². Dans ce cas, le protocole HTTPS ne suffit plus à garantir la sécurité, car l’utilisateur ne communique plus avec le véritable site. Mais alors comment distinguer Internet du Web³ ?

🔎 Définition : Le DNS (Domain Name System ou "Système de nom de domaine" en français) est un système global fonctionnant comme un annuaire d’Internet. Il permet de convertir un nom de domaine (comme class-code.fr) en adresse IP (par exemple 192.0.2.1), afin d'accéder à des sites web ou d’autres services en ligne. Ce système est distribué à l’échelle mondiale : il n’existe pas de serveur DNS central unique, mais des milliers de serveurs (machines physiques ou dans le cloud), reliés par des réseaux et répartis dans des centres de données, qui collaborent pour effectuer cette conversion de manière rapide et fiable.

Internet est un gigantesque réseau mondial d’ordinateurs interconnectés, qui communiquent entre eux via des protocoles. Ce réseau supporte plusieurs types de services : le courrier électronique, l’échange de fichiers par FTP(1), le streaming(2)… et le Web, ou World Wide Web. Le Web est un service accessible via Internet, permettant de consulter des pages web grâce à un navigateur (comme Chrome, Firefox, Opera, etc.). (Voir Partie 3 : Réseaux > Fiche Concept 3.1.1)

🔎 Définition : File Transfer Protocol ou FTP pour "protocole de transfert de fichier" en français, est un protocole de communication destiné au partage de fichiers sur un réseau TCP/IP. Il permet, depuis un ordinateur, de copier des fichiers vers un autre ordinateur du réseau, ou encore de supprimer ou de modifier des fichiers sur cet ordinateur.
🔎 Définition : Le streaming (de l'anglais to stream, "transférer en mode continu") est un procédé de diffusion d'un flux audio ou vidéo en ligne en "direct" ou en léger différé très utilisé sur Internet et sur les réseaux de téléphonie mobile. La lecture en continu reste un téléchargement car il y a un échange de données brutes entre un client et un serveur, mais le stockage est provisoire et n'apparaît pas directement sous forme de fichier sur le disque dur du destinataire.

→ Internet, un réseau de réseaux, c’est quoi exactement ? ¶

En avril 2025, 5,64 milliards de personnes (68,7% de la population mondiale) utilisent Internet, soit 144 millions de personnes en plus (+2,6%) par rapport à 2024⁴.

Internet (de l’anglais internetting qui désigne le fait d'interconnecter des réseaux) est un réseau de réseaux⁵. Il relie des milliers de réseaux dans le monde entier (écoles, entreprises, opérateurs, etc.). Le réseau, c’est tout ce qui permet aux appareils de communiquer entre eux : les câbles et antennes (infrastructures), les ordinateurs et routeurs(1) (équipements), et les règles qu’ils suivent pour échanger des données (protocoles).

🔎 Définition : Un routeur est un équipement (matériel ou logiciel) qui permet de faire circuler les données entre différents réseaux informatiques, par exemple entre un réseau local et Internet. Il analyse les paquets de données et les dirige vers leur destination en fonction des adresses IP. Il peut également permettre à plusieurs appareils de partager une même connexion Internet. On confond parfois routeur et commutateur (switch), à la différence du premier, celui-ci fait circuler les données uniquement à l’intérieur d’un même réseau.

Il existe différents types et niveaux de réseaux de communication⁶ dont les principaux sont : (voir Partie 3 : Réseaux > Fiche Concept 3.1.4)

le réseau local (LAN - Local Area Network), qui relie les appareils d’un même lieu, par exemple le réseau Wi-Fi d’une maison ou d’un établissement ;
le réseau étendu (WAN - Wide Area Network), qui relie des réseaux distants, par exemple le réseau d’une entreprise répartie sur plusieurs sites.

Internet est l’ensemble de ces réseaux interconnectés à l’échelle mondiale. Il repose sur des infrastructures physiques (câbles, routeurs…) et logiques (protocoles, adressage).

→ Internet, comment ça marche ? ¶

Internet repose sur des programmes informatiques (logiciels) qui définissent comment les données circulent. Il utilise différents types de réseaux physiques (comme la fibre, le Wi-Fi ou les antennes), dans lesquels le protocole IP est utilisé.

Sur Internet, l'information circule sous forme de paquets acheminés indépendamment les uns des autres. Pour cela, chaque paquet contient un identifiant de la destination : son adresse IP(1). La manière d'allouer les adresses IP et la manière d'acheminer les paquets sont intimement liées, c'est ce qui permet de faire fonctionner de concert plusieurs centaines de milliers de réseaux connectant ainsi plusieurs centaines de millions de machines entre elles⁵.

🔎 Définition : Une adresse IP (sigle d'Internet Protocol en anglais) est une adresse unique qui identifie un appareil sur Internet ou un réseau local. Les adresses IP permettent le transfert des informations entre deux appareils connectés.

Pour que les machines puissent communiquer efficacement sur Internet, elles doivent parler le même langage : ce sont les protocoles⁷.

→ Des protocoles pour quoi faire ? Organiser la communication pour mieux la sécuriser. ¶

Les protocoles sont des règles partagées qui permettent aux machines de se comprendre. Dans les réseaux, les protocoles déterminent comment une connexion s’établit, comment les paquets de données sont structurés, et comment les erreurs sont gérées.

En cybersécurité, la moindre faille dans un protocole (mauvaise gestion des erreurs, absence de chiffrement, etc.) peut être exploitée par un attaquant. Si un protocole est mal conçu ou mal configuré, un attaquant peut intercepter, altérer ou détourner la communication (par exemple exploiter une faille dans le protocole HTTP pour mener une attaque de type man-in-the-middle)⁸.

→ Quelles sont les fonctions principales d’un protocole réseau ? ¶

Les 3 principales fonctions des protocoles réseau⁹^,¹⁰

- Fonction 1 - Transfert des données : découpage des données en paquets, numérotation, routage, détection et correction des erreurs afin d’assurer une transmission fiable. - Fonction 2 - Gestion de la communication : établissement et contrôle des échanges entre machines (négociation des paramètres, ouverture et fermeture de connexion selon les protocoles). - Fonction 3 - Identification et adressage : identification des machines et des services grâce aux adresses IP et aux ports.

Internet repose sur le protocole IP (Internet Protocol), qui définit les règles d’adressage et de routage permettant d’identifier et de faire communiquer l’ensemble des ordinateurs et objets connectés au réseau.

Le protocole IP est associé à des protocoles de transmission chargés d’acheminer l’information sous forme de paquets. Le principal est le protocole TCP (Transmission Control Protocol), qui fait partie de la suite de protocoles TCP/IP(1). TCP assure la fiabilité des communications en permettant la reconstitution des données transmises (fichiers, pages web), en vérifiant l’arrivée de l’ensemble des paquets et en garantissant leur ordre.

🔎 Définition : Le protocole TCP/IP est un protocole de transfert de données qui permet à tous les appareils connectés à Internet de communiquer entre eux. TCP (Transmission Control Protocol ou "Protocole de contrôle de transmission" en français) est chargé de garantir la fiabilité de la transmission des données et IP (Internet Protocol ou "Protocole Internet" en français) est responsable de l'adressage et du routage sur les différents réseaux.

Internet manipule deux types d’informations distinctes : les données échangées (contenus) et les adresses de l’émetteur et du destinataire. Ces informations sont regroupées dans des paquets de taille normalisée, indépendamment du type de données transportées (texte, images, sons, vidéos, etc.).

Les adresses IP utilisées sur Internet sont numériques. En 2025, le format IPv4 (quatre nombres entre 0 et 255 séparés par des points, par exemple 192.0.2.44) est encore très répandu. Afin de faciliter l'utilisation des adresses IP, elles sont associées à des noms de domaine symboliques (par exemple wikipedia.fr). La correspondance entre noms de domaine (adresses symboliques) et adresses IP (adresses numériques) est assurée par le système DNS (Domain Name System) qui repose sur un grand nombre de serveurs répartis sur le réseau et constamment mis à jour¹¹.

→ Quelles sont les fonctions principales d’un protocole réseau ? ¶

Pendant longtemps, certaines étapes techniques d’Internet ont été insuffisamment sécurisées. Les requêtes DNS(1) étaient envoyées en clair, c’est-à-dire visibles par les intermédiaires, et pouvaient donc être modifiées ou falsifiées (attaques de type usurpation DNS(2) : DNS spoofing).

🔎 Définition : En informatique, une requête est une demande précise de récupération d'informations, adressée à une base de données, une structure de données ou un système d'information. Une requête DNS, par exemple, est la demande envoyée par le navigateur pour connaître l’adresse IP d’un site Web.
🔎 Définition : DNS spoofing en anglais, attaque visant à falsifier les informations du système DNS afin de rediriger un utilisateur vers un faux site sans qu'il s'en aperçoive. L'objectif est généralement de voler des identifiants, des données personnelles ou d'installer des logiciels malveillants. L'empoisonnement du cache DNS (DNS cache poisoning) est une technique couramment utilisée pour réaliser cette attaque.

L'ensemble d'extensions de sécurité DNSSEC (Domain Name System Security Extensions) constitue une avancée majeure, car il permet d’authentifier les réponses DNS et de garantir leur intégrité, en assurant qu’elles proviennent bien du serveur légitime et qu’elles n’ont pas été altérées. Il empêche ainsi les attaques par falsification des réponses DNS¹².

Il en va de même pour le protocole HTTPS. Avant son déploiement, les échanges sur le Web reposaient sur le protocole HTTP(1) et circulaient en clair : pages web, formulaires, identifiants ou mots de passe pouvaient être interceptés ou modifiés par des intermédiaires (fournisseurs d’accès, opérateurs, États, etc.). Avec HTTPS, le contenu des communications est chiffré de bout en bout entre le navigateur de l’utilisateur et le serveur web, ce qui empêche l’espionnage et l’altération des pages consultées. Toutefois, certaines métadonnées(2), comme le nom de domaine consulté ou le volume de trafic, restent visibles et peuvent encore être exploitées¹³.

🔎 Définition : HTTP (Hypertext Transfer Protocol, littéralement "Protocole de transfert hypertexte" en français) est un protocole de communication client-serveur utilisé pour le transfert de données entre un navigateur web et un site web. HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure, littéralement "Protocole de transfert hypertexte sécurisé" en français) est la variante sécurisée par le chiffrement et l'authentification.
🔎 Définition : Les métadonnées sont des données qui apportent des informations sur d’autres données. Par exemple, dans un email, les métadonnées sont la date, l'heure, l'expéditeur, le destinataire, l'objet, etc. ; dans une conversation en ligne, la date et l'heure de l’échange, les adresses IP des participants, la géolocalisation approximative sont des métadonnées.

→ Routage IP et acheminement des paquets : comment les données voyagent ? ¶

Chaque fois qu’un internaute envoie une donnée (demande web, email, fichier), celle-ci est découpée en paquets et transmise de routeur en routeur, jusqu’à sa destination. Ce processus est appelé routage IP : chaque routeur examine l’adresse IP de destination et détermine le chemin le plus approprié pour acheminer les paquets¹⁴. Par exemple, une page web hébergée aux États-Unis et consultée depuis la France verra ses paquets traverser plusieurs réseaux, parfois situés dans des pays intermédiaires.

Lors du routage, un paquet peut ne pas parvenir à destination pour plusieurs raisons¹⁵ : une panne matérielle d’une ligne ou d’un routeur, une congestion du réseau, ou encore sa destruction. Chaque paquet IP contient en effet une information indiquant le nombre maximal de routeurs qu’il est autorisé à traverser (TTL – Time To Live). Lorsque cette limite est atteinte, le paquet est détruit afin d’éviter l’encombrement du réseau.

Le protocole TCP fiabilise la communication en détectant les pertes de paquets, en redemandant ceux qui n’ont pas été reçus et en réordonnant les paquets arrivés dans le désordre. Il participe également à la régulation de la congestion du réseau en adaptant le débit d’envoi.

Cependant, ni Internet ni TCP ne fournissent de garantie temporelle sur l’arrivée des paquets. Cette absence de contrainte sur les délais peut nuire à la qualité des applications temps réel, telles que le streaming audio ou vidéo et la téléconférence. En effet, dans une transmission vidéo, la continuité temporelle est plus importante que la réception parfaite de chaque image.

De nombreux protocoles s’appuient sur ceux d’Internet, notamment les protocoles du Web (HTTP et HTTPS), ainsi que le protocole NTP (Network Time Protocol), qui permet de synchroniser avec précision l’heure des ordinateurs et des objets connectés.

Réseau mondial, Internet fonctionne grâce à un ensemble de routeurs interconnectés par des liaisons de transmission à très haut débit, principalement en fibre optique. Il s’appuie également sur des réseaux de téléphonie mobile et sur des réseaux locaux. Les protocoles d’Internet étant de nature logicielle, ils peuvent être mis en œuvre sur une grande variété de réseaux physiques, dès lors que ceux-ci les implémentent : 5G, Ethernet(1), ADSL(2), Wi-Fi, Bluetooth, etc.

🔎 Définition : Ethernet est un protocole de communication utilisé pour les réseaux informatiques filaires.
🔎 Définition : L'ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line ou "Liaison numérique asymétrique" en français) est une technologie d’accès à internet haut débit qui utilise les lignes téléphoniques, avec une vitesse plus rapide en téléchargement qu’en envoi.

La suite de protocoles TCP/IP n’est pas intégrée à l’infrastructure matérielle du réseau, mais implémentée dans chaque machine connectée. De la même manière, un serveur DNS est un ordinateur connecté au réseau. Des mécanismes complexes assurent la continuité des communications (par exemple le passage sans interruption d’un réseau mobile 5G à un réseau Wi-Fi) ainsi que leur ubiquité (comme le changement transparent d’antenne lors des déplacements d’un téléphone mobile).

Enfin, dans les réseaux pair-à-pair(1) reposant sur Internet, souvent utilisés pour la diffusion de contenus multimédias, chaque ordinateur joue à la fois le rôle d’émetteur et de récepteur¹⁶.

🔎 Définition : Un réseau pair-à-pair (peer-to-peer en anglais, ou P2P) est un réseau décentralisé dans lequel les ordinateurs peuvent échanger directement entre eux, sans passer par un serveur central. Chaque ordinateur peut à la fois fournir et recevoir des données, contrairement à un modèle client-serveur où les rôles sont séparés. Les réseaux P2P sont utilisés dans différents contextes, notamment pour le partage de fichiers comme la musique, les films ou les jeux.

→ Quels risques si les réseaux ou les protocoles d’Internet sont mal utilisés ou détournés ? ¶

Internet fonctionne grâce à un ensemble de protocoles, qui constituent à la fois des règles de communication et des algorithmes distribués entre machines. Ces systèmes complexes peuvent toutefois comporter des erreurs de conception, de configuration ou d’implémentation, (par exemple un mauvais routage), ou une gestion incorrecte des adresses IP, exposant ainsi les communications (et potentiellement des données sensibles(1)) à des risques de sécurité.

🔎 Définition : Une donnée sensible est une catégorie particulière de données personnelles qui concerne les informations révèlant la prétendue origine raciale ou ethnique, les opinions politiques, les convictions religieuses/philosophiques/l'appartenance syndicale, ainsi que le traitement des données génétiques, des données biométriques aux fins d'identifier une personne physique de manière unique, des données concernant la santé/la vie sexuelle/l'orientation sexuelle d'une personne physique.

Par ailleurs, certaines attaques exploitent directement ces mécanismes, comme les attaques par déni de service (DoS – Denial of Service), qui visent à perturber le fonctionnement normal du réseau en saturant les ressources et en empêchant l’accès aux services. (Voir Partie 1 : Enjeux > Fiche Concept 1.1.4)

→ Qui décide du trajet des données sur le réseau mondial ? ¶

Le protocole IP peut être comparé à un service postal : il assure l’acheminement des paquets vers leur adresse de destination. Le protocole TCP, quant à lui, segmente les données fournies par les applications, détecte les pertes éventuelles et garantit leur réception correcte.

Pour parvenir à destination, les paquets doivent traverser de nombreux réseaux intermédiaires. Le protocole BGP (Border Gateway Protocol) joue alors un rôle central dans le fonctionnement d’Internet : il permet aux grands réseaux, appelés systèmes autonomes (fournisseurs d’accès, entreprises, opérateurs nationaux), d’échanger des informations de routage. BGP détermine ainsi les chemins les plus appropriés pour atteindre des blocs d’adresses IP à l’échelle mondiale, selon des critères de politique, de performance ou de coût, et non nécessairement selon la distance la plus courte¹⁷.

Sur le plan de la sécurité réseau, les routeurs utilisant le protocole BGP s’avèrent vulnérables aux attaques par déni de service(1) (DoS) ainsi qu’au détournement de routes BGP (BGP hijacking(2)), technique par laquelle un attaquant se fait passer pour un système autonome (AS) légitime afin d’intercepter, de rediriger ou de perturber le trafic¹⁸.

🔎 Définition : Une attaque par déni de service, DoS (Denial of Service) ou DDoS (Distributed Denial of Service) en anglais, vise à rendre un serveur inaccessible en le saturant de multiples requêtes ou en exploitant une faille de sécurité afin de provoquer une panne ou un fonctionnement fortement dégradé du service. L'attaque peut émaner d'une seule source (DoS) ou de plusieurs sources (DDoS).
🔎 Définition : Hijacking ("détournement" en français) : action malveillante qui consiste à prendre le contrôle de quelque chose sans autorisation. Il existe de nombreux types de hijacking, par exemple : Hijacking de session ; DNS hijacking ; Browser hijacking ou encore Hijacking BGP : détournement du trafic Internet en modifiant les routes entre réseaux pour rediriger ou intercepter les données.

→ Routage IP et enjeux géostratégiques ? ¶

Le routage IP, et en particulier le protocole BGP, ne sont pas seulement des mécanismes techniques : ce sont aussi des leviers géopolitiques et des enjeux de cybersécurité majeurs. En effet, le contrôle des routes de données et des points d’entrée et de sortie d’Internet sur un territoire national confère à un État (ou autre acteur) la capacité de filtrer, censurer, détourner ou surveiller le trafic, voire de déconnecter l’Internet national du réseau mondial en cas de "menace extérieure".

Un cas à relever

Depuis 2019, la Russie met en place un "Internet souverain", le Runet, afin d’être en mesure d’isoler son réseau national des serveurs mondiaux. Cette stratégie repose sur des modifications profondes de l’architecture technique, notamment la mise en place d’un système DNS national, incluant des copies locales des serveurs DNS racines, dont l’utilisation est rendue obligatoire pour l’ensemble des FAI russes. Elle s’accompagne également d’une mise sous contrôle étatique accrue des acteurs et infrastructures du réseau. L’objectif ? Permettre au Runet de fonctionner de manière autonome, indépendamment des infrastructures internationales, avec des services russes et en langue russe. Ce dispositif s’appuie également sur un "forçage de l’acheminement des données", rendu possible par le contrôle des câbles, des points d’échange Internet et des systèmes autonomes (AS). Cela facilite la surveillance du trafic internet russe ainsi que la possibilité de couper l’accès à Internet à des régions entières de Russie¹⁹. D’autres États, comme la Chine, ont conçu leur Internet selon une logique comparable dès l’origine et disposent aujourd’hui de systèmes pleinement opérationnels.

Source : Russie : que va donc changer la loi pour un Internet "sûr et durable" instaurée par Poutine ?, TV5 monde

Remarque : l’essor des réseaux satellitaires (comme Starlink) bouscule ce modèle : ils permettent un accès direct à Internet en contournant les infrastructures nationales, ce qui rend le contrôle étatique plus difficile.

→ Qu'est-ce qu'on peut conclure ? ¶

Les réseaux sur lesquels repose Internet sont à la fois indispensables et vulnérables. Leur complexité, les failles des protocoles ou les erreurs d’implémentation exposent les données à des risques de détournement, d’interception ou de manipulation, parfois invisibles. Certaines attaques permettent même de localiser les utilisateurs, de cartographier leurs échanges ou de surveiller leurs habitudes via les métadonnées de routage. (Voir Partie 3 : Réseaux > Fiche Concept 3.2.2)

Cependant, la sécurité du réseau progresse en permanence : les protocoles évoluent, intègrent des mécanismes de chiffrement et d’authentification plus robustes, et les bonnes pratiques de configuration permettent de réduire fortement la surface d’attaque. Comme nous le verrons dans la suite du dispositif, cette amélioration continue, combinée à la vigilance des administrateurs et des utilisateurs, contribue à limiter une grande partie des risques connus.

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Pour aller plus loin ?¶

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🎯 Attribution : Une réalisation collective produite par Class’Code dans le cadre du programme TalCyb. Ce travail a bénéficié d’une aide de l’État gérée par l’Agence nationale de la recherche au titre de France 2030 portant la référence ANR-23-CMAS-0020.

Cette ressource éducative a été produite sous licence CC BY-SA Class’Code 4.0 FR (1) - Publication : mars 2026 ; Dernière mise à jour : juin 2026.

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Sources¶

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