De nos jours, la sécurité informatique est très importante et rassurante. Cela se comprend lorsqu’on discute avec quelqu’un sur le web ou les réseaux sociaux, ou simplement surfer sur internet. Cette sécurité de la liaison vers internet peut passer par le chiffrement ou la cryptographie. A la maison comme au travail, le chiffrement est une redoutable méthode pour protéger ses données des regards malveillants. Vous souhaitez vous mettre dans la peau d’un agent secret de la CIA qui crypte des textes comme dans les films et vous ne connaissez pas la méthode de chiffrement du Chiffre de Vigenère ? Vous êtes au bon endroit !
Mais tout d’abord, qu’est ce qu’un système de chiffrement/cryptage?
Système de chiffrement
Pour parler de système de chiffrement, il faut bien comprendre de quoi on parle précisément. Le chiffrement est techniquement la transformation d’un message clairement écrit en un message illisible, avec aucun sens. Cela est possible grâce à une clé de chiffrement créé pour le message. La clé chiffre et modifie son sens. Mais ce message peut également redevenir lisible comme auparavant. Cela est possible avec une clé de déchiffrement que possède l’auteur du message, et le récepteur du message. Cette clé peut être une clé asymétrique avec une clé publique et une clé privée. Mais dans notre cas, le Chiffre de Vigenère est une clé symétrique, qui permet de n’utiliser qu’une clé pour chiffrer et déchiffrer le message.
Principe d’une clé asymétrique, avec une clé publique de chiffrement, et une clé privée de déchiffrement.Un peu d’histoire de chiffrement…
Apparu dans l‘Antiquité aux alentours du IVème siècle en Grèce, le système de chiffrement a été utilisé a des fins politiques, stratégiques ou personnels. Dès les débuts, l’idée de cacher un message ou de faire transmettre des messages secrets a fait ses preuves. Même sans des super-ordinateurs, nos ancêtres ont su innover. Voici quelques exemples de méthode de chiffrement, mis à part le Chiffre de Vigenère :
On retrouve une méthode de stéganographie utilisé par le roi de Babylone Nabuchodonosor en -600 av. J.C. Cette méthode visait à cacher à la vue de tous une information en écrivant sur le crâne de ses esclaves en les aillant rasés au préalable. Puis, avant de les envoyer au destinataire, le roi attendait que les cheveux repoussaient par dessus le message. Ensuite ils étaient envoyé, ni vu ni connu !
Il s’est montré sous différentes formes, chez les Hébreux avec une substitution alphabétique inversée, par exemple. Ou grâce au système le plus connu à ce jour, le Code César, utilisé par Jules César pour ses communications secrètes.
Ou bien également plus étonnement, grâce au Chiffrement du Livre ou Chiffrement d’Ottendorf, un système très connu de substitution homophonique (une lettre, plusieurs symboles) avec pour but d’utiliser l’extrait d’un livre, ou d’un journal, même n’importe quel texte. A partir de là on peut numéroter la position de chaque page, chapitre et mot : et faire des chiffrements successifs (exemple factice : DNA P6 3 95 282 46 à qui sait l’interpréter) où seul le destinataire sait ou chercher les mots (car il possède aussi le même livre avec la même édition) pour pouvoir révéler plusieurs mots formant des phrases… Très fiable et facile d’utilisation !
Référence du chiffrement : Enigma
Aujourd’hui la cryptanalyse, la discipline de la cryptographie et du chiffrement est primordiale. Cependant, malgré qu’elle a été un pilier pendant le Moyen-Age et la Renaissance jusqu’à l’époque contemporaine, elle se renforce encore plus de nos jours. On peut noter une machine qui a failli changer le cours de l’Histoire. En 1918, un ingénieur en électricité allemand met au point Enigma. C’est une machine électromagnétique portative ayant chiffré et déchiffré toutes les communications militaires de l’Allemagne Nazie. Fer de lance de la guerre moderne, le chiffrement est devenu un atout de taille. L’Allemagne et le reste du monde ne tarda pas à l’utiliser pour ses communications internes et externes, militaires ou diplomatiques.
« La règle, c’est que le Général qui triomphe est celui qui est le mieux informé. »
L’Art de la Guerre – Sun Tzu
Son principe se base sur un chiffrement électromagnétique à cylindres. En effet, elle possède donc des éléments mécaniques et électroniques. Dedans, se trouve également des rotors (engrenages) qui transforment l’alphabet lisible, en alphabet crypté. Cela est dû au fait que les rotors peuvent être paramétrés avec une configuration spéciale. En système de chiffrement, c’est un système de clé symétrique comme le Chiffre de Vigenère. D’une part les rotors, d’autre part la machine doit être configuré de la même façon que son destinataire pour décrypter le message. A chaque fois que l’on appuie sur une lettre, elle s’affiche sur l’écran au dessus avec une petite LED. Le rotor à l’intérieur tourne d’un cran et donne une lettre. Ensuite, elle passe par plusieurs lettres et nous donne un rendu. Par exemple, le S devient un B, le A devient un B, etc.
Désormais, nous connaissons son fonctionnement grâce à Alan Turing, qui a réussi à la déchiffrer pendant la guerre. Cela a permis de réduire de quelques années la guerre. Maintenant, retournons 5 siècles en arrière…
Blaise de Vigenère
Maintenant que nous avons le contexte, et ce qu’est le chiffrement, nous pouvons parler du personnage derrière l’œuvre.
Issu d’une famille de nobles au 15ème siècle, Blaise de Vigenère est un diplomate, cryptographe et alchimiste français. Principal théoricien de la traduction et secrétaire d’ambassade, il a la capacité par son père de voyager dans le monde pour des missions diplomatiques. Il a également été au service des ducs de Nevers et à la cour des Rois de France. Retraité à la cinquantaine, il commence alors à écrire ce pourquoi il est connu. C’est là qu’on remarque qu’il possède une connaissance très vaste tourné sur des thèmes très divers qui ont eu un grand succès. Astrologie, diplomatie, histoire, écriture, traduction… et la cryptographie.
C’est en 1549, à 26 ans que Blaise De Vigenère eu son premier contact avec le monde de la cryptographie pendant un voyage à Rome. Il publie plus tard un livre en 1586 nommé Traicte des chiffres ou secretes manieres d’escrire faisant une synthèse globale des méthodes de chiffrement par substitution avec plusieurs alphabets, vu chez Trithème et Alberti par exemple. Et c’est là ou il y conte son nouveau chiffre : le chiffre de Vigenère. Vraiment différent de l’époque, il expose là un procédé dit « autoclave » ou une clé de déchiffrement avec l’aide d’un texte clair.
Le chiffre de Vigenère est révolutionnaire car depuis les débuts de la cryptographie, il n’y a pas eu d’autres méthodes sûres d’utilisation et facilement utilisable. Il initia une nouvelle méthode de chiffrement des messages qui a fait ses preuves. Pendant 3 siècles les cryptanalystes n’ont pas réussi à le décrypter, pour l’époque.
Système de chiffrement: le Chiffre de Vigenère
Après l’artiste, nous voilà enfin : le chiffrement du Chiffre de Vigenère. L’idée générale de ce système de chiffrement réside dans sa simplicité. Elle utilise le fameux chiffre de César ou Code César. Mais là, le décalage qu’on utilise se modifie de lettres en lettres. Cette fois ci on utilise une table un peu différente. Composée de 26 alphabets – celui que nous connaissons – dans l’ordre, mais à chaque fois avec une lettre de décalage, pour chaque alphabet (A = 0 cran, B = 1 cran, etc). Puis ensuite pour nous repérer et pouvoir identifier les lettres recherchées, on écrit au dessus un nouvel alphabet et puis un autre à gauche. Ce qui nous donne :
Etrange non ? En réalité pas tant que ça. C’est plutôt un enchainement logique, on peut constater que c’est partout la même chose, sauf que le positionnement des lettres en désignent d’autres pour le chiffrement. On peut donc y comprendre que s’il y a plusieurs fois la même lettre dans le mot crypté, la lettre cryptée sera à chaque fois différente. (en lien avec la clé.). Maintenant que nous avons découvert le tableau, mettons en pratique le chiffrement de De Vigenère !
Mise en pratique du chiffrement de De Vigenère
Chiffrement du message
Pour le bien de cet article, il va nous falloir 2 choses importantes pour faire fonctionner le chiffrement. Une clé de chiffrement unique pour crypter (symétrique pour le déchiffrement et le chiffrement) : « CCICAMPUS » (il faut bien se souvenir de la clé, ici du cci. Et un message, par exemple : « Bonjour BTS SIO« . C’est tout ce qu’il nous faut.
Désormais, nous allons pouvoir passer au chiffrement. Je vous montre une technique, mais libre à vous de créer la vôtre. Mettez votre message en étiré caractère après caractère. Ensuite, remplacez en dessous la clé de chiffrement jusqu’à qu’il y ai autant de caractères que dans le message en réépelant la clé à chaque fois. Comme ceci, on a CCICAMPUSCCIC :
Ensuite, prenez le tableau de chiffrement du Chiffre de Vigenère et repérez le premier caractère, B de la colonne de rouge, et le C de la colonne verte. N’hésitez pas à réutiliser le code couleur du tableau pour vous repérer. Et vous obtiendrez au croisement des deux lettres une nouvelle lettre. Pour la B du message et la C de la clé, on obtient un D, pour la 0 du message et la C de la clé, on obtient un Q! Puis on fait cette technique pour toutes les autres lettres du message.
Voilà, BRAVO! vous avez crypté votre premier message entier en utilisant le Chiffre de Vigenère! Ce qui nous donne, forcément illisiblement en clair : « DQVLOGGVLUUQQ », avec la clé de chiffrement « CCI CAMPUS ». On aurait pu faire cela avec n’importe qu’elle autre clé également. Vous voyez, ça prend quand même du temps de crypter, mais le résultat est sûr d’être illisible. Maintenant que l’on a chiffré… On peut également le déchiffrer.
Déchiffrement du message
C’est désormais une autre paire de gants. Pas de panique ! Le déchiffrage est un peu plus technique mais simple en réalité à mettre en place. Reprenons notre message « DQVLOGGVLUUQQ ». Mais que signifie-t-il ? Re-découvrons-le ! Pour cela, remettez le code à la place du précédent message et remplissez à nouveau la clé jusqu’à la fin du message. On a donc :
Jusque là tout va bien. Maintenant reprenons notre tableau de De Vigenère. Pour déchiffrer un message, nous allons utiliser une approche différente mais logique. Nous allons chercher à l’aide de la clé et de la lettre cryptée, la lettre en clair. Nous pouvons nous dire, pour la première lettre : » Dans la colonne C de gauche (de la clé), je cherche un D. » ce qui me donne, en regardant dans la colonne du haut, une lettre : B ! Notre lettre cryptée ! Chaque lettre correspond à une autre.
Ensuite, pour la deuxième (image de gauche ci-dessus), « Dans la colonne C toujours, je cherche un Q » qui correspond à un O dans la colonne du haut. Cela nous donne alors B et O pour BO de « Bonjour… ». Et cette technique pour chaque lettre. Et une fois toutes les lettres décryptées par la manière qu’on souhaite, on retombe sur « Bonjour BTS SIO », notre fameux message chiffré plus haut.
Conclusion
Voilà, vous savez désormais comment chiffrer, et déchiffrer un message à l’aide d’une clé de chiffrement, en utilisant le Chiffre de Vigenère. Vous l’aurez compris, la clé de déchiffrement est l’élément central du chiffrement. Si vous ne possédez pas cette clé pour ce message précis, aucun déchiffrage n’est possible. (par un humain du moins.). Fiable, simple d’utilisation, et une amélioration sans précédent du célèbre code César, il est très simple de chiffrer et de déchiffrer un message. La lettre est chiffrée plusieurs fois qui offre un bon chiffrement, et l’infinité des choix de clés possibles : secrète pour les interlocuteurs. Le Chiffre de Vigenère a fait ses preuves pendant plusieurs siècles face aux meilleurs cryptanalystes en chiffrement relatant son incroyable solidité. Alors, plus serein de pouvoir chiffrer et déchiffrer avec un des meilleurs système de chiffrement existant ?