Histoire de la cryptographie

Cet article résume l'histoire de la cryptographie de l'Antiquité à aujourd'hui. La cryptographie est la science du codage des messages à l'aide de codes secrets ou de clés. Le codage des messages vise à en assurer la confidentialité, l'authenticité et l'intégrité.

Sommaire 1 Dans l'Antiquité 1.1 Les premières méthodes de chiffrement 1.1.1 Le plus vieux document chiffré 1.1.2 La technique grecque 1.1.3 La technique des Hébreux 1.1.4 Nabuchodonosor 1.1.5 Les premiers « vrais » systèmes de cryptographie 1.1.6 Le code de César 1.1.7 Le carré de Polybe 2 De l'Antiquité à la guerre 2.1 XVe siècle 2.2 XVIe siècle 2.3 Le chiffre de Vigenère 2.3.1 Méthode de chiffrement 2.3.2 Les points forts de cette méthode 2.4 XVIIe siècle 2.5 XIXe siècle 2.6 Le chiffre de Delastelle 2.7 Grand chiffre du roi Louis XIV 3 Lors de la Première Guerre mondiale 4 Lors de la Seconde Guerre mondiale 4.1 La machine Enigma 4.1.1 Inventée pour les civils 4.1.2 Le fonctionnement d'Enigma 4.1.3 Nombre de clés possibles 4.1.4 Points forts et faiblesses 4.1.5 Le déchiffrement des messages Enigma 4.1.6 Enigma et UNIX 4.2 Le code Lorenz 4.2.1 Le code des hauts dirigeants allemands 4.2.2 Inverser le code 4.2.3 L'analyse du code Lorenz 4.2.4 La faiblesse du code Lorenz 4.2.5 La conséquence du code Lorenz 5 Les Navajos 6 Notes et références 7 Voir aussi 7.1 Articles connexes 7.2 Bibliographie 7.3 Liens externes 7.3.1 Travaux scolaires faits par des lycéens de terminale scientifique 7.3.2 Des articles publiés par Bletchley Park sur Énigma et Lorenz

Dans l'Antiquité

Les premières méthodes de chiffrement

Le plus vieux document chiffré

Le premier « document » chiffré connu remonte à l'Antiquité. Il s'agit d'une tablette d'argile, retrouvée en Irak, et datant du XVI^e siècle av. J.‑C. Un potier y avait gravé sa recette secrète en supprimant des consonnes et en modifiant l'orthographe des mots.

La technique grecque

La première grande compilation des procédés cryptographiques et stéganographique pratiqués durant l'Antiquité est celle du chapitre 31 de la Poliorcétique d'Énée le Tacticien, datant du IV^e siècle av. J.‑C.

Entre le X^e et le VII^e siècle av. J.‑C. semble attestée une technique de chiffrement par transposition, c'est-à-dire reposant sur le changement de position des lettres dans le message, en utilisant un bâton de diamètre déterminé appelée scytale. On enroulait en hélice une bande de cuir autour de la scytale avant d'y inscrire un message. Une fois déroulé, le message était envoyé au destinataire qui possédait un bâton identique, nécessaire au déchiffrement. Cependant, l'utilisation de la scytale lacédémonienne comme procédé cryptographique n'est explicitement affirmée que par Plutarque et Aulu-Gelle, auteurs de la fin de l'Antiquité, et n'est pas mentionnée par Énée le Tacticien : dès lors, la scytale a-t-elle véritablement été un procédé cryptographique ?

La technique des Hébreux

À partir du V^e siècle av. J.‑C., l'une des premières techniques de chiffrement est utilisée dans les textes religieux par les Hébreux qui connaissent plusieurs procédés.

Le plus connu appelé Atbash est une méthode de substitution alphabétique inversée. Son nom est formé par les initiales des premières et dernières lettres de l'alphabet hébreux aleph, tav, beth, shin.

Elle consiste à remplacer chaque lettre du texte en clair par une autre lettre de l'alphabet choisie de la manière suivante : A devient Z, B devient Y, etc.

Nabuchodonosor

Aux alentours de -600, Nabuchodonosor, roi de Babylone, employait une méthode originale : il écrivait sur le crâne rasé de ses esclaves, attendait que leurs cheveux aient repoussé, et il les envoyait à ses généraux. Il suffisait ensuite de raser à nouveau le messager pour lire le texte. Il s'agit toutefois de stéganographie à proprement parler et non pas de cryptographie : l'information est cachée et non pas codée.

On remarque dans ce procédé une certaine fiabilité : en effet l'interception du message par un tiers est tout de suite remarquée.

Les premiers « vrais » systèmes de cryptographie

Il faut attendre -200 pour voir apparaître les premiers « vrais » systèmes de cryptographie. Ce sont essentiellement des chiffrements par substitution.

Il existe 3 types de substitutions :

• mono-alphabétique : remplace chaque lettre du message par une autre lettre de l'alphabet
• poly-alphabétique : utilise une suite de chiffres mono-alphabétiques (la clé) réutilisée périodiquement
• polygrammes : substitue un groupe de caractères dans le message par un autre groupe de caractères

Le code de César

Le code de César est la méthode cryptographique, par substitution mono-alphabétique, la plus ancienne (I^er siècle av. J.‑C.).

Cette méthode est utilisée dans l'armée romaine et bien qu'elle soit beaucoup moins robuste que la technique Atbash, la faible alphabétisation de la population la rend suffisamment efficace.

Méthode de chiffrement

Son système est simple, il consiste à décaler les lettres de l'alphabet d'un nombre n. Par exemple, si on remplace A par D (n=3), on remplace B par E, C par F...

Le texte que nous souhaitons coder étant le suivant : « décaler les lettres de l'alphabet »

Le texte codé est alors : « ghfdohu ohv ohwwuhv gh o'doskdehw »

Limites du procédé

Malheureusement, on comprendra que ce système est très peu sûr, puisqu'il n'y a que 26 lettres dans l'alphabet donc seulement 25 façons de chiffrer un message avec le code de César (on ne peut substituer une lettre par elle-même). Pourtant sa simplicité conduisit les officiers sudistes à le réemployer durant la guerre de Sécession. L'armée russe en fit de même en 1915.

Un système connu et pourtant

Le code de César a été utilisé sur des forums internet sous le nom de ROT13 (rotation de 13 lettres ou A→N...). Le ROT13 n'a pas pour but de rendre du texte confidentiel, mais plutôt d'empêcher la lecture involontaire (d'une réponse à une devinette, ou de l'intrigue d'un film, etc.). Son utilisation est simple : il suffit de re-chiffrer un texte, codé en ROT13, une deuxième fois pour obtenir le texte en clair.

Le carré de Polybe

L'historien grec Polybe est à l'origine du premier procédé de chiffrement par substitution homophonique.

Méthode de chiffrement

C'est un système de transmission basé sur un carré de 25 cases (on peut agrandir ce carré à 36 cases, afin de pouvoir ajouter les chiffres ou pour chiffrer des alphabets comportant davantage de lettres, comme l'alphabet cyrillique).

En français, on supprime le W, qui sera remplacé par V. Il existe une variante où ce sont I et J qui se partagent la même case. Chaque lettre peut être ainsi représentée par un groupe de deux chiffres : celui de sa ligne et celui de sa colonne. Ainsi e=(1;5), u=(5;1), n=(3;4)...

Un moyen de transmission original

Polybe proposait de transmettre ces nombres au moyen de torches. Une torche à droite et cinq à gauche pour transmettre la lettre e par exemple. Ce procédé permettait donc de transmettre des messages sur de longues distances.

Son originalité

Les cryptologues modernes ont vu dans le « carré de 25 » plusieurs caractéristiques extrêmement intéressantes :

• la conversion de lettres en chiffres,
• la réduction de nombres, de symboles,
• la représentation de chaque lettre par deux éléments séparés.

Ce système de chiffrement peut être compliqué avec un mot de passe. Par exemple, si le mot de passe est « DIFFICILE », on commencera à remplir le carré avec les lettres de ce mot, après avoir supprimé les lettres identiques, puis on complétera le tableau avec les lettres inutilisées.

De l'Antiquité à la guerre

1379 : Gabriele de Lavinde, secrétaire du pape, écrit un recueil de codes et de clés appelé nomenclateur. Ce dictionnaire permet de crypter des mots ou des syllabes courants et sera utilisé pendant plusieurs siècles par les diplomates européens et américains.

XV^e siècle

• 1412 : Les connaissances de la civilisation arabe dans le domaine de la cryptologie sont exposées dans Subh al-a sha, une encyclopédie en 14 volumes écrite par l'Égyptien al-Qalqashandi.

• 1467 : Le savant italien Leone Battista Alberti expose pour la première fois le chiffrement par substitution polyalphabétique qu'il applique à l'aide d'un disque à chiffrer.
  Ce procédé consiste à remplacer chaque lettre du texte en clair par une lettre d'un autre alphabet et à changer plusieurs fois d'alphabet de substitution au cours du chiffrement, rendant la cryptanalyse par analyse de fréquence inefficace.
  Le principe du disque à chiffrer sera repris et amélioré par le colonel Wadsworth en 1817, puis par Charles Wheatstone en 1867.
  Alberti présente aussi pour la première fois le surchiffrement codique, c'est-à-dire le chiffrement du texte déjà chiffré une première fois, technique qui ne sera réellement utilisée que plusieurs siècles plus tard.

XVI^e siècle

• 1518 : Le moine bénédictin Jean Trithème écrit Polygraphiæ, le premier livre imprimé traitant de cryptologie, dans lequel il expose un procédé stéganographique consistant à remplacer chaque lettre du texte en clair par un groupe de mots, le texte crypté ressemblant alors à un poème.
  Trithème expose aussi une technique de chiffrement par substitution polyalphabétique à l'origine de la technique connue sous le nom de chiffre de Vigenère.

• 1553 : Giovan Battista Bellaso publie le livre La Cifra, un recueil de clés littérales utilisées dans les chiffrements par substitution polyalphabétique, faciles à retenir et à utiliser, qu'il appelle mots de passe.

• 1563 : L'Italien Giambattista della Porta expose dans son livre De Furtivis Literarum Notis, vulgo de ziferis les connaissances en cryptologie connues jusqu'à cette époque.
  Il expose une technique de substitution diagrammatique consistant à remplacer chaque couple de lettres du texte en clair par un symbole et présente un procédé de chiffrement par substitution polyalphabétique utilisant 11 alphabets différents qui restera efficace pendant 3 siècles.

Le chiffre de Vigenère

En 1586, le diplomate français Blaise de Vigenère présente dans son livre Traicté des chiffres ou secrètes manières d'escrire (Lien Bibliothèque Nationale de France) une technique de chiffrement par substitution polyalphabétique inspirée de celle de Trithème. Le chiffrement de Vigenère ne sera décrypté qu'en 1854.

Méthode de chiffrement

Le chiffrement utilise une clé littérale ou mot de passe, dont chaque lettre indique le décalage alphabétique à appliquer sur le texte en clair.

On reporte les lettres de l'alphabet sur une grille de 26 x 26 cases ; la première rangée contenant A, B, ..., les colonnes suivantes sont chacune décalée d'une position par rapport à la précédente. Le texte chiffré s'obtient en prenant l'intersection, de la ligne qui commence par la lettre à coder, avec la colonne qui commence par la première lettre du mot de passe, et ainsi de suite. Dès que l'on atteint la fin du mot de passe, on recommence à la première lettre. Pour décoder, il suffit de faire la même chose dans l'autre sens.

Les points forts de cette méthode

Cet algorithme de cryptographie comporte beaucoup de points forts. Il est très facile d'utilisation, et le déchiffrement est tout aussi facile si on connaît la clé. La grande caractéristique du chiffre de Vigenère est qu'il est impossible par une analyse statistique simple de retrouver où sont certaines lettres. Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut produire une infinité de clés. Il fallut attendre près de quatre siècles pour qu'il soit cryptanalysé au milieu du XIX^e siècle. Voir Cryptanalyse du chiffre de Vigenère.

XVII^e siècle

• 1623 : Dans son livre De dignitate et augmentis scientiarum, Francis Bacon expose une technique stéganographique qui consiste à représenter chaque lettre du texte en clair par un groupe de 5 lettres A ou B. Le texte crypté résultant est ainsi constitué d'une succession de ces deux lettres.
  Ce procédé est équivalent à un codage binaire des lettres de l'alphabet sur 5 bits, préfigurant le codage numérique des lettres sur 8 bits utilisé actuellement en informatique (code ASCII).

XIX^e siècle

• Les moyens de transmissions sont utilisés avec un moyen de codage dès le XIXe siècle — et même depuis 1794 pour le télégraphe optique de Chappe, qu'entre 1834 et 1835, deux banquiers, les célèbres frères jumeaux Joseph et François Blanc, détourneront, de connivence avec deux employés du télégraphe entre Bordeaux et Tours, pour transmettre avec leur propre code des informations avant qu'elles n'arrivent par les voies officielles^[1],[2].

• 1854 : Un pionnier du télégraphe, Charles Wheatstone, apporte sa contribution à la cryptologie en inventant le chiffrement de Playfair, du nom de celui qui l'a fait connaître.
  Cette technique est basée sur une méthode de substitution diagrammatique consistant à remplacer un couple de lettres adjacentes par un autre couple choisi dans une grille qui constitue la clé.

• 1883 : Le hollandais Auguste Kerckhoffs publie un livre sur la cryptologie La cryptographie militaire.
  Il y expose notamment quelques règles à respecter pour concevoir un bon système cryptographique, toujours valables actuellement, dont la principale est la suivante : la sécurité d'un système ne doit pas reposer sur le secret de la méthode de chiffrement ("Sécurité par l'obscurité").

Le chiffre de Delastelle

L'inventeur de ce système est Félix-Marie Delastelle. Il utilise une grille de chiffrement/déchiffrement analogue à celle du chiffre de Polybe.

Méthode de chiffrement

Tout d'abord, il faut regrouper les lettres du message clair par groupes de 5 par (au besoin, on rajoute des nulles pour arriver à un multiple de 5).

Pour déchiffrer, on effectue l'opération dans le sens inverse.

Une simple adaptation

Ce chiffre diffère peu de celui de Polybe. Il est présenté ici pour montrer la diversité des méthodes de chiffrement : la plupart de ces méthodes sont de simples adaptations de méthodes déjà existantes.

Grand chiffre du roi Louis XIV

Les historiens disposent de quelques documents qui ont été chiffrés par ce qu'on nomme le Grand Chiffre du roi Louis XIV, et qui n'était en principe utilisé que pour des communications d'une importance extrême. C'est dire l'intérêt pour les historiens de connaître le contenu de ces documents, ou même simplement le sujet dont ils parlaient. Hélas, faute d'information même statistique sur la nature des textes, et de connaissance ne serait-ce que de quelques mots de leur contenu, ils durent attendre longtemps la solution de ce mystère. Vers 1893, Étienne Bazeries les en délivra finalement après trois siècles de perplexité.

Lors de la Première Guerre mondiale

Pendant la guerre de 14-18, la cryptographie prit un essor considérable. La maîtrise cryptographique des Français les aident considérablement à décrypter les messages ennemis, leur procurant un avantage très important sur l'ennemi. Un lieutenant aurait quasiment réussi à lui seul à changer le cours de l'histoire. Évoquant ce lieutenant, Clemenceau aurait prétendu qu'à lui tout seul il valait un corps d'armée^[3]. La rapidité des transmissions a bénéficié des progrès du XIXe siècle, et est désormais instantanée, mais le déchiffrage des messages codés, réalisé à la main, reste très lent, souvent plusieurs heures.

Lors de la Seconde Guerre mondiale

La cryptologie a joué un rôle décisif pendant la Seconde Guerre mondiale. Les exploits des alliés en matière de cryptologie auraient permis d'écourter la guerre (de un à deux ans, selon certains spécialistes). Churchill citait la cryptographie comme l'un des facteurs clefs de la victoire^[4].

La machine Enigma

Inventée pour les civils

L'histoire de la machine Enigma commence en 1919, quand un ingénieur hollandais, Hugo Alexander, dépose un brevet de machine à chiffrer électromécanique. Ses idées sont reprises par le Dr Arthur Scherbius, qui crée à Berlin une société destinée à fabriquer et à commercialiser une machine à chiffrer civile : l'Enigma. Cette société fait un fiasco, mais la machine Enigma a attiré l'attention des militaires.

Le fonctionnement d'Enigma

Le codage effectué par la machine Enigma est à la fois simple et astucieux. Chaque lettre est remplacée par une autre, l'astuce est que la substitution change d'une lettre à l'autre. La machine est alimentée par une pile électrique. Quand on appuie sur une touche du clavier, un circuit électrique est fermé, et une lampe s'allume qui indique quelle lettre codée l'on substitue. Concrètement, le circuit électrique est constitué de plusieurs éléments en chaîne :

• le tableau de connexions : il permet d'échanger des paires de l'alphabet, deux à deux, au moyen de fiches. Il y a 6 fiches qui permettent donc d'échanger 12 lettres. Un tableau de connexions est donc une permutation très particulière où on a échangé au plus 6 paires. Par exemple, dans le tableau suivant (avec simplement 6 lettres), on a échangé A et C, D et F, tandis que B et E restent invariants.

• les rotors : un rotor est également une permutation, mais cette fois quelconque. À chaque lettre en entrée correspond une autre lettre.

On peut composer les rotors, c'est-à-dire les mettre les uns à la suite des autres. La machine Enigma disposera, au gré de ses évolutions successives, de 3 à 6 rotors. Parmi ces rotors, seuls 3 sont utilisés pour le codage, et on a le choix de les placer dans l'ordre que l'on souhaite (ce qui constituera une partie de la clé). Surtout, les rotors sont cylindriques, et ils peuvent tourner autour de leur axe. Ainsi, à chaque fois qu'on a tapé une lettre, le premier rotor tourne d'un cran, et la permutation qu'il engendre est changée. Observons ce changement sur la figure suivante : le rotor transforme initialement D en B. Lorsqu'il tourne d'un cran, cette liaison électrique D→B se retrouve remontée en C→A.

Chaque rotor possède donc 26 positions. À chaque fois qu'une lettre est tapée, le premier rotor tourne d'un cran. Après 26 lettres, il est revenu à sa position initiale, et le second rotor tourne alors d'un cran. On recommence à tourner le premier rotor, et ainsi de suite... Quand le second rotor a retrouvé sa position initiale, c'est le troisième rotor qui tourne d'un cran.

• Le réflecteur : Au bout des 3 rotors se situe une dernière permutation qui permet de revenir en arrière. On permute une dernière fois les lettres 2 par 2, et on les fait retraverser les rotors, et le tableau de connexion.

Résumons sur la machine simplifiée suivante (6 lettres, 2 rotors) comment est codée la lettre A :

• on traverse le tableau de connexions : on obtient C
• on traverse les 2 rotors : on obtient successivement A et F
• on traverse le réflecteur où on obtient E, puis on renvoie dans les rotors pour obtenir F, A et finalement C après le tableau de connexions.

Remarquons que si on avait tapé C, le courant aurait circulé dans l'autre sens et on aurait obtenu A.

Nombre de clés possibles

Il y a trois éléments à connaître pour pouvoir coder un message avec la machine Enigma :

1. la position des 6 fiches du tableau de connexion : d'abord, il faut choisir 12 lettres parmi 26. C'est donc le nombre de combinaisons de 12 parmi 26, soit 26! /(12!14!) = 9 657 700. Maintenant, il faut choisir 6 paires de lettres parmi 12, soit 12 !/6 !, et comme la paire (A, B) donne la même connexion que la paire (B, A), il faut encore diviser par 2⁶. On trouve finalement 100 391 791 500.
2. l'ordre des rotors : il y a autant d'ordres que de façons d'ordonner 3 éléments : 3 !=6.
3. la position initiale des rotors : chaque rotor ayant 26 éléments, il y a 26*26*26=17 576 choix.

On multiplie tout cela, et on obtient plus de 10¹⁶ possibilités, ce qui est énorme pour l'époque !

Il est important de remarquer que les permutations employées dans les rotors et les réflecteurs ne peuvent pas être considérées comme faisant partie du secret. En effet, toutes les machines utilisent les mêmes, et il suffit donc d'en avoir une à disposition. Les Britanniques, par exemple, en ont récupéré une pendant la guerre dans un sous-marin coulé. Ceci est une illustration d'un principe général en cryptographie, dit principe de Kerckhoffs, qui veut que tout le secret doit résider dans la clé secrète de chiffrement et de déchiffrement, et pas dans une quelconque confidentialité de l'algorithme (ici de la machine) qui ne peut être raisonnablement garantie.

Points forts et faiblesses

Nous avons déjà décrit les points forts de la machine Enigma. Pour l'essentiel, c'est le nombre de clés énorme, et la réversibilité : si, avec la même clé secrète initiale, on tape le message clair, on obtient le message codé, et avec le message codé, on obtient le message clair.

L'une des failles de la machine Enigma est que jamais la lettre A ne sera codée par un A. Cela élimine un certain nombre de cas à inspecter. Une des autres faiblesses dépend plutôt du protocole utilisé par les Allemands : certains opérateurs - par exemple, ceux qui informaient de la météo - prenaient peu de précautions et commençaient toujours leurs messages par les mêmes mots (typiquement « Mon général… »). Les Britanniques connaissaient ainsi pour une partie du message à la fois le texte clair et le texte codé, ce qui aide à retrouver la clé. Et comme c'est la même clé qui sert pour toutes les machines Enigma de l'armée allemande pour un jour donné, une erreur de protocole dans un message peut compromettre la sécurité de tous les autres !

Le déchiffrement des messages Enigma

Le service de renseignements polonais fut, semble-t-il, le premier à réellement travailler à « casser » le code allemand dans les années 1930. Ils travaillèrent ensuite en collaboration avec le service cryptographique du 2^e bureau français, dirigé par le colonel Gustave Bertrand, aidés dans cette tâche par les informations fournies par la taupe française Hans Thilo Schmidt (« Asche » pour les services français). Finalement, une collaboration s'instaure avec les services britanniques, qui rassemblèrent leurs spécialistes cryptographes à Bletchley Park. La Kriegsmarine ayant mis au point une Enigma modifiée, ce n'est que vers 1942, après la capture d'une machine modifiée sur un U-boot, que les alliés purent connaître la teneur des messages codés de la marine allemande. La machine utilisée pour décoder les messages chiffrés avec la machine Enigma était appelée « la Bombe ». Les auxiliaires de la marine s'occupaient tout d'abord de régler « la Bombe », ce qui prenait environ une demi-heure. Puis le décodage lui-même du message prenait encore environ 11 minutes. Trois à quatre mille messages étaient déchiffrés chaque jour par les 9 000 personnes travaillant à Bletchley Park^[5].

Enigma et UNIX

Un étudiant s'amusa un jour à programmer en langage C la simulation du fonctionnement d'une machine Enigma. Ce programme fut inclus dans les distributions UNIX sous le nom de crypt (utilisable comme une commande UNIX). Jusqu'à la déclassification des travaux du groupe de Bletchley Park, les bureaux d'études d'engineering croyaient ce codage très sûr et l'utilisaient pour échanger leurs informations confidentielles. Pour la plus grande joie de la National Security Agency qui voyait son travail considérablement facilité.

Le code Lorenz

Le code des hauts dirigeants allemands

Si la machine Énigma est la plus connue, le code Lorenz a conduit à des retombées encore plus importantes aujourd'hui. Ce code était utilisé par la haute hiérarchie allemande pour sécuriser les communications des dirigeants.

Inverser le code

Strictement, le chiffrement d'Énigma n'a pas été « cracké ». Les Allemands l'utilisaient mal, parfois très mal, suffisamment pour que la recherche de la clef unique parmi toutes les clefs devienne possible. Cette attaque, la force brute, vaincra tous les chiffrements. Un chiffrement n'est « cracké » que lorsqu'il existe mieux que la force brute pour l'inverser.

Au contraire, le code Lorenz a bel et bien été « cracké ». Ainsi, sans retrouver la clef de chiffrement, le texte clair était recalculé depuis le texte chiffré.

L'analyse du code Lorenz

Le code Lorenz pratiquait le chiffrement par flot (stream cipher). Ce type de chiffrement a une faiblesse mortelle : il devient trivial à inverser lorsque deux messages sont chiffrés avec la même clef.

En considérant que A est le texte clair, B est la clef, le message chiffré A' = A + B Si deux messages sont chiffrés avec la même clef, A' = A + B et C' = C + B, il suffit de faire l'addition des deux textes chiffrés pour éliminer la clef.

A' + C' = ( A + B )+ ( C + B ) = ( A + C ) + ( B + B ) = A + C puisque B + B = 0.

Puisque tous les effets de la clef sont maintenant retirés, il ne reste qu'à faire une analyse statistique pour « séparer » les deux textes A et C et retrouver ainsi chacun d'eux. La clef devient aussi triviale à calculer (elle est égale à A' + A).

C'est cette seule et unique faiblesse qui a détruit tout le code.

Un opérateur a transmis un long message pour recevoir en réponse un NACK (message non reçu). Plutôt que de respecter les règles et produire une nouvelle clef, il a repris la même clef et a renvoyé son message. S'il avait renvoyé exactement le même texte lettre par lettre, l'attaque n'aurait pas été possible. Par contre, en utilisant un diminutif ici et un synonyme là, il a techniquement envoyé ce second message chiffré avec la même clef.

Après avoir retrouvé les deux messages et la clef unique, celle-ci a révélé ses secrets. La technique utilisée codait les lettres sur cinq bits où chaque bit traversait un canal de chiffrement différent. La clef a montré certaines répétitions. De celles-ci a été déduit tout le principe de la génération de la clef et celui de la machine Lorenz. Une autre distinction entre Énigma et Lorenz est que les alliés avaient été en possession d'une machine Énigma avant la guerre et en avaient obtenu d'autres pendant. Au contraire, les alliés ne virent une authentique machine Lorenz qu'après la fin de la guerre.

La faiblesse du code Lorenz

Si le mécanisme de génération de clef de Lorenz était maintenant connu, il ne suffisait pas à inverser les autres messages chiffrés. De plus, l'analyse statistique de la clef montrait que celle-ci resterait aléatoire sur chaque canal même si elle était contrôlée par des paramètres non aléatoires comme la prépondérance de certaines lettres dans une langue.

Une faiblesse dans le code Lorenz a malgré tout été trouvée. Deux lettres consécutives identiques produisaient un résultat constant sur chacun des 5 canaux dans le texte chiffré. Un exemple est le doublon « SS », en plus de ceux imposés par la langue.

La conséquence du code Lorenz

Si une faiblesse était trouvée, l'exploiter était autre chose. En effet, l'analyse statistique nécessaire pour retrouver ces doublons demandait une puissance inexistante pour l'époque. C'est à ce moment que fut développée l'arme ultime pour le chiffrement, l'ordinateur. Colossus, le premier ordinateur, a ainsi été construit.

C'est donc avec Colossus que le code Lorenz a pu être inversé. Les détails de ses algorithmes débordent toutefois les objectifs de cette section.

En plus de léguer l'ordinateur, l'attaque du code Lorenz, tout comme celle d'Énigma, a fait une énorme différence dans la guerre. Dire qu'elle a raccourci la guerre de un an ou même fait la différence entre victoire et défaite n'est pas que spéculation. La meilleure formulation a été faite par un Allemand après qu'il apprit l'existence du programme de déchiffrement des alliés. Il affirma que la différence apportée par le déchiffrement est que la bombe nucléaire a explosé au Japon plutôt qu'en Allemagne^[6].

Les Navajos

Bien que les moyens de chiffrements électromécaniques, tels que la machine Enigma, aient prouvé leur efficacité en termes de sécurité, ils n'en restent pas moins encombrants et lents car nécessitant une double saisie des messages. Ces deux inconvénients majeurs rendant ce procédé quasiment inexploitable en milieu hostile, ils poussèrent les Américains à chercher un moyen de chiffrement assurant une communication efficace sur le terrain lors de la guerre qui les opposa aux Japonais.

Ce procédé fut imaginé par l'ingénieur américain Philip Johnston. Ce dernier ayant grandi dans les réserves navajos, il eut l'idée d'utiliser leur langue comme procédé cryptographique. La méconnaissance quasi totale de cette langue ainsi que sa construction grammaticale très particulière, la rendant impénétrable aux étrangers, décidèrent de son utilisation.

Cependant un problème majeur demeurait : les mots usuels employés par l'armée n'existaient pas dans la langue navajo. Il fut donc décidé de trouver une correspondance entre des mots navajos et le dialecte militaire. Cette table de correspondance fut établie par association d'idées afin de la rendre plus facilement mémorisable. Le terme « bombardier » fut par exemple traduit par « buse » alors que les « bombes » larguées par ces engins devenaient des « œufs » dans la langue navajo.

Voilà comment les Parleurs-de-code (Windtalkers) navajos prirent part à la guerre du Pacifique. Leur bravoure au combat fut reconnue de manière officielle par le gouvernement américain lorsqu'il leur dédia, en 1982, la journée du 14 août.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Histoire des mathématiques
• Histoire de l'informatique

Bibliographie

• David Kahn, La guerre des codes secrets, InterEdition, 1980, 405 p. (ISBN 2-7296-0066-3) 
• Didier Müller, Les codes secrets décryptés, City éd., 2011, 366 p. (ISBN 978-2-35288-544-3) (OCLC 758790602) 
• Simon Singh, Histoire des codes secrets, Livre de Poche, Paris, 2001. ISBN 2-253-15097-5
• Simon Singh, Histoire des codes secrets. De l'Égypte des pharaons à l'ordinateur quantique, Lattès, Paris, 1999. ISBN 2-7096-2048-0
• Jacques Stern, La science du secret, Odile Jacob, coll. « Sciences », 5 janvier 1998, 203 p. (ISBN 2-7381-0533-5) (OCLC 38587884).
  Non mathématique.
   

Liens externes

• (fr)Ars Cryptographica Étude interactive des messages secrets de l'Antiquité à nos jours

Travaux scolaires faits par des lycéens de terminale scientifique

• Fait en 2003, publié avec l'accord des auteurs
• Fait en 2004

Des articles publiés par Bletchley Park sur Énigma et Lorenz

• (en) Plusieurs textes techniques sur Enigma et Lorenz

v · ADFGVX • Alberti • Bazeries • Beale • Carré de Polybe • César • Delastelle • Hill • Marie Stuart • Monôme-binôme • Pigpen • Playfair • Polyalphabétique • Scytale • Substitution • Templiers • Transposition • Trithémius • VIC • Vigenère
Cryptanalyse	Analyse fréquentielle • Indice de coïncidence • Cryptanalyse du chiffre de Vigenère
Autre	Histoire de la cryptologie

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