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LES FICHES DU CLUB ALKINDI juillet 2021 FICHE N° 1 PRÉSENTATION ET PLAN DES FIC

LES FICHES DU CLUB ALKINDI juillet 2021 FICHE N° 1 PRÉSENTATION ET PLAN DES FICHES 1. PRÉSENTATION DES FICHES : Ces fiches ont été rédigées spécialement pour vous initier à la cryptographie et vous donner l’envie de vous amuser à déchiffrer des messages secrets. Au début, ce sera un jeu, puis si vous y prenez goût, cela deviendra une passion. Éventuellement cela pourra devenir votre métier. Cette initiation aura un aspect principalement historique : nous étudierons les deux principales méthodes de chiffrement, la substitution (remplacement des lettres par d’autres lettres, par des chiffres ou par des symboles) et la transposition (mélange des lettres selon une méthode prédéfinie). Nous verrons également les systèmes de codage et les dictionnaires. Cet aspect historique est fondamental. Pour bien débuter dans le monde de la cryptographie, il est indispensable d’apprendre comment, au cours des siècles, ont évolué les méthodes pour cacher aux ennemis ou aux simples tiers les messages que l’on adresse à ses alliés ou à ses amis. Cela permet de s’initier au jargon bizarre de la cryptographie : chiffrement, clé, analyse fréquentielle, casser un code, système RSA... (ces mots seront définis au fur et à mesure). Mais surtout, cette histoire permet de comprendre l’extraordinaire révolution de la cryptographie moderne, la rupture brutale qui s’est effectuée au cours des années 1970-1980, rupture qui a balayé tous les anciens concepts, et les nouveautés qui en ont résulté : protection des données dans les ordinateurs, communications dans les réseaux sociaux, utilisation privée dans les cartes bancaires etc. Le système de « fiches » écrites a été volontairement choisi. En effet, il existe de nombreuses vidéos sur YouTube, bien réalisées, attrayantes, qui proposent des cours de cryptographie. Mais au départ, pour vraiment comprendre et progresser dans ce domaine, il faut avoir devant soi un papier et un crayon, écrire, chercher et finalement trouver la solution. C’est comme l’histoire-géo, les maths ou le sport , ça ne vient pas tout seul : il faut bosser, faire des exercices, s’entraîner. Des sites Internet vous proposent de déchiffrer automatiquement des messages secrets. Ces sites sont très bien réalisés, mais encore faut-il savoir comment les utiliser, et déterminer à quel type de message on a affaire. Et là, seule la pratique concrète des recherches avec un papier, un crayon, une simple calculatrice vous permettra d’utiliser efficacement ces sites. On peut aussi se servir d’Excel ou créer des programmes Python, mais là encore il faut connaître et comprendre les modes de chiffrement de base. Les énigmes du Club Alkindi sont là pour vous amuser, mais aussi pour vous y entraîner. Et vous découvrirez le plaisir de trouver la solution, de déchiffrer un message secret. Ces fiches sont évolutives : elles sont éditées en fichiers pdf, et on peut facilement les modifier, supprimer une ancienne fiche, y substituer une nouvelle. Bien entendu vous pouvez les télécharger. 1 N’hésitez pas à poser des questions et à signaler des erreurs ou des améliorations possibles, les échanges nous permettront de progresser. Il existe sur le sujet quelques livres très bien faits, et d’autres un peu moins bons. Nous les évoquerons. Il existe également de nombreux sites Internet, et quelques films. Là aussi nous pourrons tous échanger sur ces sujets. 2. PLAN DES FICHES : Ce plan est donné à titre indicatif. Il donne une structure générale, avec quelques données incontournables, et suit une évolution historique. Il essaye également d’être le plus pédagogique possible. Mais il n’est pas figé et est modifiable : l’auteur peut faire des erreurs, il apportera des améliorations, et les lecteurs pourront demander à approfondir tel ou tel point. Fiche 1 : Présentation et plan des fiches Fiche 2 : A quoi sert la cryptographie ? - Jusqu’au milieu du XXe siècle, le secret des messages concerne principalement les militaires et les diplomates. Le problème de fond : communiquer en sécurité, c’est à dire donner une information à un ami en cachant cette information à tous les autres. - Lutte constante entre les chiffreurs et les déchiffreurs : créer une méthode secrète, la découvrir. - Les deux méthodes de base du chiffrement : substitution et transposition. - Substitution = remplacement d’une lettre par une autre lettre, un nombre ou un symbole - - - Transposition = mélange des lettres selon une méthode prédéfinie. Exemples : substitution simple lettre à lettre, transposition par une grille rectangulaire. - Il existe aussi les codes et les dictionnaires. Fiche 3 : Les chiffrements par substitution Définition des termes : clair, cryptogramme, clef, algorithme... - Le chiffrement par substitution simple - Le chiffre de Jules César (1er siècle avant J-C) - Inversion de l’alphabet : l’Atbash dans la Bible hébraïque - Méthodes basiques de substitution : une lettre, un nombre ou un symbole remplacent une lettre. - Le chiffrement par bigrammes : Le carré de Polybe (150 avant J-C) - Les méthodes classiques de substitution simple - Comment décrypter ? : l’analyse de fréquence, AlKindi (IXe siècle) - Neutraliser l’analyse de fréquence : Le chiffre de Vigenère (XVIe siècle) : 2 - Le chiffre inviolable : le concept de clé aléatoire utilisée une seule fois. - Inconvénient des clefs aléatoires « une fois » : lourdeur de la méthode, difficulté et risque dans la communication des clefs aux amis. - Le principe de Kerckhoffs (1883) Fiche 4 : Les codes, les dictionnaires : une forme de substitution - Les codes : le Morse, le système binaire, l’ASCII, l’alphabet radio international : ce sont des façons de coder, mais ce n’est pas de la cryptographie, il n’y a rien de caché. - Les codes et les dictionnaires : Exemples : le chiffre des Templiers, le chiffre des francs-maçons, Marie Stuart, le Grand Chiffre de Louis XIV etc. Fiche 5 : Les chiffrements par transposition : - Très utilisé par les militaires, surtout au XIXe siècle et jusqu'à la Seconde Guerre mondiale. Très efficace et redoutable. Mais aussi quelques inconvénients. - la scytale spartiate ou bâton de Plutarque (- 600 av. J-C) - le chiffre rail fence ou zig zag - les grilles rectangulaires - le chiffre Übchi - le chiffre ADFGX : substitution, puis surchiffrement au moyen d’une transposition Fiche 6 : L’ entre-deux guerres : Enigma On reste dans la substitution, mais ça se complique : c’est l’ère des machines électromécaniques, ancêtres des ordinateurs (la « bombe » d’Alan Turing pour déchiffrer Enigma), Dans le concours Alkindi, il y a des énigmes avec des machines (figurées !) Fiche 7 : Une rupture radicale : le système RSA (1975) Petits rappels simples d’arithmétique : les nombres premiers, les fonctions à sens unique (fonction modulo), les puissance (définition), Les précurseurs : Le système Diffie,Hellmann, Merke Le système RSA : Ronald Rivest, Adi Shamir et Leonard Adleman Révolution complète dans ces méthodes de chiffrement : aucune clef n’est échangée avec le destinataire. Concepts de clef symétrique et asymétrique, clef publique et clef privée. 3 Fiche 8 : Que faire face à une énigme ? - Des chiffres ? Des lettres ? On est face à quel type de chiffrement ? - Exemples - Trouver l’algorithme, la clef ? - L’environnement, les indices, les mots probables - L’importance de travailler en équipe : des littéraires et des matheux - La question de la vitesse Fiche 9 : Résolution d’une énigme complexe Exemple de la résolution de l’exercice n° 7 posé à la finale du concours Alkindi en 2019. Fiche 10 : Les livres, les sites Internet, les films, les séries Quelques bons livres en français, des grands classiques. Des sites Internet, un grand film, une très bonne série. ******* ***** *** * 4 uploads/Histoire/ 1-presentation-et-plan-des-fiches.pdf