LA CRYPTOGRAPHIE
INTRODUCTION
La cryptographie, ou art de chiffrer, coder les messages, est devenue aujourd'hui une science à part entière. Au croisement des mathématiques, de l'informatique, et parfois même de la physique, elle permet ce dont les civilisations ont besoin depuis qu'elles existent : le maintien du secret. Pour éviter une guerre, protéger un peuple, il est parfois nécessaire de cacher des choses...
La cryptographie étant un sujet très vaste, ce document se focalisera essentielleent sur les méthodes de chiffrement dites modernes, c'est-à-dire celles étant apparues et utilisées après la Seconde Guerre mondiale. On passera en revue la saga du DES et de l'AES, en passant par le fameux RSA, le protocole le plus utilisé de nos jours. Ayant longtemps été l'apanage des militaires et des sociétés possédant de gros moyens financiers, la cryptographie s'est au fil du temps ouverte au grand public, et est donc un sujet digne d'intérêt. Toutes les méthodes de cryptographie seront présentées dans leur ordre chronologique d'apparition.
Notez cependant que ce document ne s'intitule pas cryptologie ! L'amalgame est souvent fait entre cryptographie et cryptologie, mais la différence existe bel et bien. La cryptologie est la "science du secret", et regroupe deux branches : d'une part, la cryptographie, qui permet de coder les messages, et d'autre part, la cryptanalyse, qui permet de les décoder.
Remarque: Deux éléments sont présents plusieurs fois dans ce tutorial.
D'abord, l'utilisation des bits.A l'heure actuelle, la cryptographie étant quasi indissociable de l'informatique, il est souvent intéressant de travailler sur les nombres binaires.
Ensuite, il sera souvent fait mention d'Alice et Bob : en cryptographie, plus par tradition qu'autre chose, on nomme "Alice" et "Bob" les deux interlocuteurs qui veulent s'échanger en secret des messages (sans doute pour désigner "entité _A_" et "entité _B_").
HISTORIQUE
LE CHIFFRE DE CESAR
Jules César était un général, homme politique et écrivain romain, né à Rome le 12 juillet ou le 13 juillet 100 av. J.-C. et mort le 15 mars 44 av. J.-C. Il aurait été assassiné par une conspiration, son propre fils Brutus lui portant le coup de grâce.
César s'est illustré lors de la guerre des Gaules, ce qui a donné des siècles plus tard son personnage dans la bande dessinée Astérix le Gaulois. Il utilisait une méthode de chiffrement qui porte aujourd'hui son nom.
PRINCIPE
Le chiffre de César est la méthode de cryptographie la plus ancienne communément admise par l'histoire. Il consiste en une substitution mono-alphabétique : chaque lettre est remplacée("substitution") par une seule autre("mono-alphabétique"), selon un certain décalage dans l'alphabet ou de façon arbitraire. D'après Suétone, César avait coutume d'utiliser un décalage de 3 lettres : A devient D, B devient E, C devient F, etc. Il écrivait donc son message normalement, puis remplaçait chaque lettre par celle qui lui correspondait :
| CLAIR | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
| -> décalage = 3 | ||||||||||||||||||||||||||
| CODE | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | A | B | C |
LA MACHINE ENIGMA
La machine allemande Enigma a joué un grand rôle pendant la guerre de l'Atlantique, et son décryptement par les Alliés leur a assuré bon nombre de victoires (notammeent parce que les Allemands ne se doutaient pas que leurs messages étaient déchiffrés).
Enigma ressemble à une machine à écrire : on frappe le clair sur un clavier, et des petites lampes s'allument pour éclairer les lettres résultant du chiffrement.
Le principe de chiffrement qu'utilise Enigma est à la fois simple et astucieux. Simple, car il ne s'agit ni plus ni moins d'une substitution de lettres : par exemple, A devient Q, P devient N, etc. Et astucieux, parce que la substitution change d'une lettre à une autre : si la lettre A correspond à Q la première fois qu'on la saisit, elle pourrait correspondre à M, K, H, ou tout autre lettre différente de Q à la fois suivante (ce principe est possible grâce à un système de rotors).
De plus, un autre avantage non négligeable que possède Enigma est la réversibilité : si on tape le message clair, on obtient le message code, et avec le messsage codé, on obtient le message clair.
L'inconvénient majeur est que jamais la lettre A ne sera codée par A....
LE CHIFFRE DE CHE
Ernesto Rafael Guevara de la Serna alias "Che Guevara" était un révolutionnaire marxiste d'Amérique latine, né le 14 juin 1928 à Rosario et décédé le 8 octobre 1967 à La Higuera en Bolivie. Plus précisément, il fut exécuté par l'armée bolivienne, et on retrouva sur son corps un papier indiquant le procédé qu'il utilisait pour échanger des messages avec Fidel Castro.
Première phase
Le Che utilise une substitution de lettres (par des chiffres cependant) telle que :
| CLAIR | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
| CODE | 6 | 38 | 32 | 4 | 8 | 30 | 36 | 34 | 39 | 31 | 78 | 72 | 70 | 76 | 9 | 79 | 71 | 58 | 2 | 0 | 52 | 50 | 56 | 54 | 1 | 59 |
BONJOUR devient 38 9 76 31 9 52 58
Deuxième phase
Les chiffres du messages sont découpés en blocs de 5 chiffres.
BONJOUR devient 38976 31952 58
Troisème phase
Le Che additionne en modulo 10* le message obtenu avec un nombre de 5 chiffres (même taille que le message donc, c'est important) connu de lui et de Fidel Castro seulement. Ce nombre a été choisi au préalable aléatoirement et constitue la clé secrète.
Choisissons par exemple 25638 comme clé secrète et chiffrons les deux premiers blocs de BONJOUR ("clair" désigne les blocs obtenus en phase 2) :
#BLOC 1#
38976 [clair]
25638 [clé]
------
53504 [crypté]
#BLOC 2#
31952 [clair]
25638 [clé]
------
56580 [crypté]
L'addition en modulo 10 signifie qu'on ne prend pas en compte les retenues : 6 + 6 = 2, 3 + 7 = 0, 8 + 9 = 7, etc.
Et que fait-on du "58" isolé en fin de message ? On le groupe avec le bloc suivant, etc...
Quatrième phase
Envoi de tous les blocs cryptés à Fidel Castro. Et destruction du brouillon ayant servi à faire les calculs, si possible ! Car quiconque mettait la main sur le papier, prenait par la même occasion connaissance de la clé, et le déchiffrement en devenait ridiculement facile : il suffisait en effet de soustraire au message crypté la même clé. Et je ne parle même pas du cas de figure où le calcul est écrit en détail sur la feuille, de telle sorte qu'il suffit de lire le message en clair !
Remarque
Le chiffre du Che est en fait un système de Vernam, puisque la taille de la clé est la même que celle du message (Plus d'infos sur Vernam)
Un brouillon utilisé par Che Guevara, on retrouve les additions telles que celles décrites plus haut
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