Cryptographie basique | Sciences de l'Ingénieur 1ère

• 1 Texte clair : message original non chiffré
• 2 Texte chiffré : message transformé pour masquer son contenu
• 3 Clé : information secrète utilisée pour chiffrer ou déchiffrer
• 4 Algorithme : méthode mathématique de chiffrement

La cryptographie a été utilisée depuis l'Antiquité :

• 1 Chiffre de César : décalage des lettres de l'alphabet (Ier siècle avant J.-C.)
• 2 Stéganographie : dissimulation du message lui-même
• 3 Chiffre de Vigenère : substitution polyalphabétique (XVIe siècle)

• 1 Machines Enigma : pendant la Seconde Guerre mondiale
• 2 DES (Data Encryption Standard) : 1977
• 3 AES (Advanced Encryption Standard) : aujourd'hui
• 4 Cryptographie quantique : future technologie

Le chiffre de César est un système de chiffrement par substitution monoalphabétique :

• Chaque lettre du texte clair est remplacée par une autre lettre située un certain nombre de positions plus loin dans l'alphabet
• Le nombre de positions est appelé la clé du chiffre

Où x est la position de la lettre dans l'alphabet (A=0, B=1, ..., Z=25) et n est la clé.

Texte clair : "BONJOUR"

Chiffrement :

• B (1) → E (4)
• O (14) → R (17)
• N (13) → Q (16)
• J (9) → M (12)
• O (14) → R (17)
• U (20) → X (23)
• R (17) → U (20)

Texte chiffré : "ERQMRXU"

Utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer :

• Avantages : rapide, efficace pour de grands volumes de données
• Inconvénients : distribution des clés difficile, problème d'authentification
• Exemples : AES, DES, 3DES, RC4

Utilise une paire de clés (publique/privée) :

• Clé publique : partagée avec tous, utilisée pour chiffrer
• Clé privée : gardée secrète, utilisée pour déchiffrer
• Avantages : résout le problème de distribution des clés
• Inconvénients : plus lent que le symétrique
• Exemples : RSA, ECC, ElGamal

• 1 Échange de clé : Alice et Bob conviennent d'une clé secrète commune
• 2 Chiffrement : Alice utilise la clé pour chiffrer son message
• 3 Transmission : le message chiffré est envoyé via le canal de communication
• 4 Déchiffrement : Bob utilise la même clé pour déchiffrer le message

Chaque utilisateur génère une paire de clés mathématiquement liées :

• Clé publique : peut être partagée avec n'importe qui
• Clé privée : gardée strictement secrète
• Les clés sont générées à partir de problèmes mathématiques complexes (facteurs premiers, logarithmes discrets)

• 1 Bob envoie sa clé publique à Alice
• 2 Alice chiffre son message avec la clé publique de Bob
• 3 Le message chiffré est envoyé à Bob
• 4 Bob déchiffre le message avec sa clé privée

• 1 HTTPS/SSL : sécurise les communications Web
• 2 WPA/WPA2 : protège les réseaux Wi-Fi
• 3 VPN : crée des tunnels sécurisés
• 4 Email chiffré : PGP, S/MIME

• 1 Blockchain : transactions sécurisées
• 2 Authentification : signatures numériques
• 3 Stockage : disques chiffrés
• 4 Identité numérique : cartes d'identité électroniques

• 1 Attaque par force brute : essayer toutes les clés possibles
• 2 Attaque par analyse fréquentielle : exploiter la fréquence des caractères
• 3 Attaque à texte clair connu : connaître certains couples (clair,chiffré)
• 4 Attaque à texte chiffré uniquement : analyser seulement le texte chiffré

En français, la lettre 'E' est la plus fréquente. Dans un texte chiffré par César, on recherche la lettre la plus fréquente et on suppose qu'elle correspond à 'E'. Cela permet de déduire la clé de chiffrement.

Par exemple, si 'H' est la lettre la plus fréquente dans le texte chiffré, et que 'E' est la plus fréquente en français, alors la clé est H - E = 3 positions.

Mot à chiffrer : "CRYPTOGRAPHIE"

Clé : 5 (décalage de 5 positions vers la droite)

Processus : C(2)→H(7), R(17)→W(22), Y(24)→D(3), P(15)→U(20), T(19)→Y(24), O(14)→T(19), G(6)→L(11), R(17)→W(22), A(0)→F(5), P(15)→U(20), H(7)→M(12), I(8)→N(13), E(4)→J(9)

Texte chiffré : "HWUDYTWFUMNJ"

Le chiffre de César n'est pas sûr car :

• Seulement 25 clés possibles → attaque par force brute facile
• Vulnérable à l'analyse fréquentielle
• Structure du langage naturel est préservée
• Ne résiste pas à des méthodes de cryptanalyse simples

• La cryptographie protège les informations par transformation
• Texte clair → Algorithme + Clé → Texte chiffré
• Objectifs : confidentialité, intégrité, authentification

• Symétrique : même clé pour chiffrer/déchiffrer (AES, DES)
• Asymétrique : paire de clés publique/privée (RSA, ECC)

• HTTPS/SSL pour la sécurité Web
• Authentification et signatures numériques
• Blockchain et technologies émergentes