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7 Introduction « On a inventé l’art d’écrire avec des chiffres ou avec des cara

7 Introduction « On a inventé l’art d’écrire avec des chiffres ou avec des caractères inconnus pour dérober la connaissance de ce qu’on écrit à ceux qui interceptent des lettres, mais l’industrie des hommes, qui s’est raffi née par la nécessité & l’intérest, a trouvé des règles pour déchiffrer ces lettres & pour pénétrer par ce moyen dans les secrets d’autruy. » François de Callières (1645 - 1717) C e livre est le chaînon manquant de la cryptographie. En effet, quand on parle de codes secrets (on ose à peine parler de cryptographie, car la plupart des gens, même les libraires, ignorent la signification de ce terme quelque peu effrayant), on a d’un côté des livres d’histoire ou des livres pour les enfants, et de l’autre côté des livres de niveau universitaire remplis de formules et de théorèmes souvent difficilement compréhensibles pour le commun des mortels. L’ambition de ce livre est de faire le lien entre ces deux mondes. Il s’adresse à tous les curieux qui ont encore un vague souvenir des messages secrets qu’ils échangeaient sur les bancs de l’école, aux créateurs d’énigmes et aux chasseurs de trésors. Les enseignants pourront aussi y trouver une matière qui passionne les élèves, et qui permet d’aborder par la pratique certains concepts mathématiques dont l’utilité ne saute pas aux yeux, comme les matrices ou les nombres premiers. La cryptographie est à la fois une science et un art. C’est une science, car la résolution des problèmes exige la connaissance de certaines règles, lesquelles, tout en admettant beaucoup d’exceptions, n’en sont pas moins fixes et définies ; ces règles entraînent une suite de raisonnements logiques. La cryptographie est aussi un art, car elle fait appel aux talents d’intuition, d’imagination et d’invention 1. Retrouver ce titre sur Numilog.com 8 Les codes secrets décryptés du chercheur, ces facultés étant elles-mêmes secondées par des connaissances linguistiques approfondies. Ce livre peut se lire à plusieurs niveaux. Certains paragraphes raviront les enfants, d’autres demanderont un effort plus grand avec un peu de réflexion, et d’autres enfin demanderont quelques connaissances appronfondiées en mathématiques. Plus vous avancerez dans ce livre, et plus les systèmes de chiffrement deviendront complexes. Je voulais écrire un livre qui s’inscrirait dans la ligne de ceux des grands cryptologues du début du XXe siècle : Baudouin, Givierge, Langie, Sacco, Fouché Gaines, Sinkov, et quelques autres. Leurs livres ne se contentaient pas de présenter des systèmes de chiffrement, ils montraient aussi leurs faiblesses et comment les décrypter. Malheureusement, tous les livres en français de ces auteurs sont aujourd’hui introuvables. À travers mon livre, je vous invite à un voyage dans le temps, depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours, où vous découvrirez les systèmes de chiffrement qui ont marqué leur époque. Impossible de les étudier tous, car il y en a un nombre infini. Nous regarderons donc plus d’une centaine de chiffres où l’on n’a besoin que d’un papier et d’un crayon. Les codes secrets ne sont pas l’apanage des militaires et des diplomates. Des auteurs célèbres, férus de cryptographie - Edgar Allan Poe, Jules Verne, François Rabelais - ont écrit des romans dans lesquels le décryptement d’un message secret jouait un rôle central. En les étudiant de près, nous verrons à quel point ces textes sont réalistes. En revanche, nous ne ferons qu’effleurer la cryptographie moderne, car elle fait appel à des notions mathématiques et informatiques complexes, que j’essaierai de simplifier au maximum. J’espère que les puristes me pardonneront. Nous ne parlerons pas non plus des machines à crypter qui ont connu un bel essor dans les années 1920 à 1970, car c’est un sujet trop technique et trop vaste qui pourrait faire l’objet d’un livre à lui tout seul. Par rapport aux livres de mes glorieux prédécesseurs, la grande originalité de celui-ci est d’être couplé avec un site compagnon dont l’adresse est : www.apprendre-en-ligne.net/crypto. J’ai commencé ce site en 2001 déjà, avec l’intention d’en faire un cours en ligne pour des élèves de lycée. Le sujet est tellement passionnant que ce site a grandi, grandi... et a trouvé son aboutissement dans ce livre. L’avantage indéniable d’Internet est de permettre l’interactivité : vous pourrez donc mettre les « mains dans le cambouis » et tester tous les codes secrets que vous trouverez dans ce livre. Vous y verrez aussi de nombreuses illustrations, des références à d’autres sites Internet et aussi des jeux de décryptement. Retrouver ce titre sur Numilog.com Introduction 9 1.1. Définition de termes courants Avant de commencer, il est bon de définir précisément certains termes couramment utilisés en cryptologie. Certains de ces termes sont si spécifiques qu’on ne les trouve même pas dans des dictionnaires ! Algorithme Suite d’opérations élémentaires à appliquer à des données pour aboutir à un résultat désiré. Par exemple, une recette de cuisine est un algorithme. Antigramme Texte déjà chiffré qui va être surchiffré. Attaque Tentative de décryptement. Bigramme Séquence de deux lettres consécutives. Exemples : ee, th, ng, ... Adjectif : bigrammique, bigrammatique dans certains ouvrages. Casser Dans l’expression « casser un code », trouver la clef du code ou le moyen d’accéder à ce qu’il protégeait. Chiffre Code secret. Chiffrement Opération qui consiste à transformer un texte clair en cryptogramme. On parle de chiffrement car, à la Renaissance, on utilisait principale ment des chiffres arabes comme caractères de l’écriture secrète. Clair (ou message clair) Version intelligible d’un message et compréhensible par tous. Retrouver ce titre sur Numilog.com 10 Les codes secrets décryptés Clef Dans un système de chiffrement, elle correspond à un nombre, un mot, une phrase, etc. qui permet, grâce à l’algorithme de chiffrement, de chiffrer ou de déchiffrer un message. Code Système de symboles permettant d’interpréter, de transmettre un message, de représenter une information, des données. Cryptanalyse Art d’analyser un message chiffré afin de le décrypter. On parle aussi de décryptement. Cryptogramme Message écrit à l’aide d’un système de chiffrement. Cryptographie (du grec κρυπτος : caché et γραϕειν : écrire) Art de transformer un message clair en un message inintelligible pour celui qui ne possède pas les clefs de chiffrement. Cepen dant, on utilise souvent le mot cryptographie comme syno nyme de cryptologie. Cryptologie (du grec κρυπτος : caché et λογος : science) Science des messages secrets. Elle se décompose en deux disci plines : la cryptographie et la cryptanalyse. Déchiffrement Opération inverse du chiffrement. Opération qui consiste à obtenir la version originale d’un message qui a été précédem ment chiffré en connaissant la méthode de chiffrement et les clefs (contrairement au décryptement). Décryptement Opération qui consiste à retrouver le clair sans disposer des clefs théoriquement nécessaires. Il ne faut pas confondre déchif frement et décryptement. Double clef (chiffre à) Autre terme pour chiffre polyalphabétique. Retrouver ce titre sur Numilog.com Introduction 11 Monoalphabétique Se dit d’un chiffre où une lettre du message clair est toujours remplacée par le même symbole. On parle aussi de substitution simple. Nomenclateur Synonyme de répertoire. Nulles Symboles sans signification rajoutés dans un message pour certains algorithmes. On les emploie soit pour compléter un message de manière à atteindre une certaine longueur, soit pour tromper ceux qui cherchent à décrypter le message en noyant les informations utiles au milieu de caractères, mots ou phrases inutiles. Polyalphabétique Se dit d’un chiffre où plusieurs alphabets de chiffement sont utilisés en même temps. Une lettre n’est plus chiffrée par un seul symbole, comme c’est le cas pour un chiffre monoalphabé tique. Polygramme Séquence de n lettres. Adjectif : polygrammique. Polygrammique Se dit d’un chiffre où un groupe de n lettres est chiffré par un groupe de m symboles. Souvent n = m. On ne chiffre donc pas des lettres mais des polygrammes. Répertoire Table mettant en correspondance un code (par exemple un nombre, mais cela peut aussi être un mot) et sa signification. Exemple : 12 Les navires promis sont au port 341 Pape 442 Roi 2221 Nous sommes découverts Sémagramme Dans un sémagramme, les éléments du texte codé ou chiffré ne sont ni des lettres, ni des chiffres : le sens est véhiculé par diffé Retrouver ce titre sur Numilog.com 12 Les codes secrets décryptés rents éléments, par exemple des points de jetons de dominos, l’emplacement d’objets sur une image, etc. Stéganographie (du grec στεγανος : couvert et γραϕειν : écrire) Branche particulière de la cryptographie qui consiste non pas à rendre le message inintelligible, mais à le camoufler dans un support (un texte, une image, les mailles d’un tricot, etc.) de manière à masquer sa présence. Substitution Un chiffre de substitution remplace les caractères du message en clair par des symboles (caractères, nombres, signes, etc.) définis à l’avance. Surchiffrement Fait de chiffrer un message déjà chiffré. Tétragramme Séquence de quatre lettres consécutives. Exemples : eche, this, pong, ... Tomogrammique Dans les systèmes tomogrammiques, chaque lettre est tout d’abord représentée par un groupe de plusieurs symboles. Ces symboles sont ensuite chiffrés séparément ou par groupes de taille fixe. Transposition Un chiffre de transposition ne modifie pas les caractères mais les mélange selon une méthode prédéfinie. Trigramme Séquence de trois lettres consécutives. Exemples : ehe, thi, ong, uploads/Litterature/9782352885443.pdf