Cryptographie, partie 1 : de l'art secret au chiffre de César

Rome, un soir de novembre. Dans la salle de lecture d'une bibliothèque fermée depuis une heure, quelqu'un a laissé un billet entre les pages de Suétone. Dessus, il n'y a que ceci :

YD D OD VWDWXH G DXJXVWH

Ce n'est pas une langue morte et ce n'est pas une faute d'impression. C'est un message que quelqu'un a voulu cacher à ceux qui ne devaient pas le lire. Avant de le résoudre, il faut comprendre à quoi nous avons affaire.

Un art avant d'être une science

Le mot vient du grec : kryptós signifie « caché » et gráphein « écrire ». Cryptographie veut donc dire écriture cachée. Pendant des millénaires, ce fut une affaire d'initiés, à mi-chemin entre l'alchimie et la diplomatie : celui qui savait cacher un message détenait un pouvoir, et le gardait pour lui.

Un des plus anciens exemples vient de Mésopotamie, vers 1500 ans avant Jésus-Christ, et il ne concerne ni les guerres ni les rois : il concerne la céramique. C'est une tablette d'argile de la taille d'une paume de main, environ 7,5 sur 5 centimètres, qui porte la plus ancienne formule connue pour préparer des glaçures, ce revêtement vitreux qui rend un vase brillant et imperméable. Une glaçure réussie valait cher, et celui qui la connaissait ne voulait pas que ses concurrents l'apprennent.

La tablette de la glaçure : une recette d'atelier écrite pour ne pas être lue (illustration CoinBack, générée par IA).

Celui qui l'a écrite a utilisé une astuce d'amateur d'énigmes. Le cunéiforme utilise des signes qui représentent des syllabes, et un signe peut avoir plusieurs lectures : une courante et d'autres rares. La recette a été écrite avec les lectures les plus rares, celles que presque personne ne retenait. C'est comme écrire « ghoti » pour « fish », la plaisanterie de George Bernard Shaw : gh se prononce f comme dans enough, o se prononce i comme dans women, ti se prononce sh comme dans nation. Celui qui ne connaît pas les règles lit un mot sans sens ; celui qui les connaît lit « poisson ».

Pour un profane, cela suffisait. Le cryptologue Gerhard Strasser, qui étudie l'histoire de la cryptographie depuis des décennies, la décrit comme une substitution simple, un signe à la place d'un autre, mais suffisante pour empêcher un curieux de déchiffrer la recette. Avec le temps, le secret s'est éventé et les recettes suivantes ont été écrites en clair.

Aujourd'hui, la cryptographie est une science : mathématiques, algorithmes, preuves. Le principe, pourtant, n'a pas changé. Quelques mots suffisent :

• Message en clair : le texte d'origine.
• Chiffrement : la transformation qui le rend illisible.
• Cryptogramme : le résultat, le message chiffré.
• Déchiffrement : le chemin inverse, pour celui qui connaît la méthode et la clé.
• Cryptanalyse : lire un cryptogramme sans avoir la clé. C'est le métier de ceux qui veulent casser les codes.

César et la lettre décalée

Suétone raconte que Jules César écrivait à Cicéron et à ses amis de façon qu'aucun mot ne puisse être lu : il remplaçait chaque lettre par celle qui se trouve trois places plus loin dans l'alphabet, le D à la place du A. Le même Suétone dit qu'Auguste utilisait la même astuce, en version plus prudente, avec un décalage d'un : le B à la place du A.

Voici l'alphabet de César, en clair au-dessus, chiffré en dessous :

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
Chiffré : 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 roue de César : chaque lettre de l'anneau extérieur devient celle de l'anneau intérieur, décalée de trois places (schéma CoinBack).

Avec ce tableau, « VENI VIDI VICI » devient « YHQL YLGL YLFL ». La méthode s'appelle chiffrement par substitution monoalphabétique et la valeur du décalage est la clé : 3 pour César, 1 pour Auguste.

Est-ce sûr ? Face à un ennemi qui n'a jamais entendu parler de la méthode, assez. Face à n'importe qui d'autre, c'est un jeu : il n'y a que 25 clés possibles, et on les essaie toutes en quelques minutes. Il existe aussi une voie plus élégante, qui remonte au IXe siècle. Le philosophe arabe al-Kindi, à Bagdad, a remarqué dans son traité sur le déchiffrement des messages chiffrés que, dans toute langue, certaines lettres reviennent plus souvent que d'autres : en français E, A, S. Si la lettre la plus fréquente du cryptogramme est le H, elle cache probablement un E. C'est l'analyse des fréquences, la première arme sérieuse de la cryptanalyse.

ROT13 : César à l'époque des forums

Le chiffre de César n'est pas une pièce de musée. Avec un décalage de 13, il s'appelle ROT13. L'alphabet compte 26 lettres, donc 13 en est exactement la moitié : appliquer ROT13 deux fois redonne le texte d'origine, et la même opération chiffre et déchiffre.

Clair : A B C D E F G H I J K L M
Chiffré : N O P Q R S T U V W X Y Z (et inversement)

Il ne protège rien, et ce n'est pas son but. Il est né au début des années 1980 sur le groupe Usenet net.jokes, pour cacher les blagues que certains pouvaient trouver choquantes. Il s'est ensuite étendu à la solution d'une devinette ou à la fin d'un film : celui qui veut lire déchiffre, celui qui ne veut pas passe son chemin. Exemple : « EBFROHQ P RFG YN YHTR ». Les amateurs de cinéma classique savent déjà de quoi il s'agit.

À vous de jouer : trois énigmes

Le billet de la bibliothèque est le premier de trois. Il vous faut un papier, un crayon et le tableau ci-dessus.

Énigme 1. Le billet dans le livre de Suétone. César est votre premier indice.

YD D OD VWDWXH G DXJXVWH

Énigme 2. Sous la statue, vous trouvez un petit papier. Celui qui l'a écrit n'a pas changé de méthode, seulement de clé.

YR ZRFFNTR SVANY RFG Q NHTHFGR

Énigme 3. Le message final. Dans l'énigme 2, on apprend qui l'a écrit. Dans le texte plus haut, on apprend comment il écrivait.

MB DMF FUBJU UPVKPVST EBOT MF MJWSF

Besoin d'un coup de pouce ? Essayez un décalage de 3 sur l'énigme 1 : on lit à rebours, du D au A.

Solutions

Ne regardez pas avant d'avoir essayé.

1. Clé 3 (César) : VA A LA STATUE D AUGUSTE.
2. Clé 13 (ROT13) : LE MESSAGE FINAL EST D AUGUSTE.
3. Clé 1 (Auguste) : LA CLE ETAIT TOUJOURS DANS LE LIVRE.

Le chiffre de César a une faiblesse : une fois la méthode comprise, il tombe aussitôt. Et il y a une autre question, plus subtile : et si le message ne se voyait même pas ? Un billet chiffré attire le regard de celui qui le trouve. Dans le prochain épisode, nous parlerons de stéganographie, l'art de cacher non pas le sens d'un message, mais son existence même.

Sources

• Suétone, Vie de Jules César, 56 et Vie d'Auguste, 88 (texte latin)
• ETHW, Cryptography (al-Kindi et l'analyse des fréquences)
• Wikipédia, ROT13
• Rivier University, History of cryptography (la tablette de la glaçure et la comparaison avec « ghoti »)
• Nextgov, The Hidden History of Encryption, 2016 (Gerhard Strasser sur la tablette)