💡 Comment fonctionne le carré de Polybe

Inventé par l'historien grec Polybe vers 150 av. J.-C. pour transmettre des messages à distance avec des torches. Il ne brouille pas les lettres : il les transforme en nombres, ce qui permet de les signaler par des moyens très pauvres (torches, coups frappés sur un mur, tapotements).

1. On range l'alphabet dans une grille 5×5, lignes et colonnes numérotées de 1 à 5.
2. 26 lettres pour 25 cases : deux lettres partagent une case, traditionnellement I et J.
3. Chaque lettre devient son couple ligne puis colonne. A = 11, B = 12, K = 25…
4. Une clé optionnelle réordonne la grille : ses lettres d'abord (sans doublon), puis le reste de l'alphabet. Elle doit être connue du destinataire.

Exemple (grille standard) : OP → 34 35. O est en ligne 3 colonne 4, P en ligne 3 colonne 5.

Faiblesse : sans clé, c'est un simple codage. Avec clé, cela reste une substitution mono-alphabétique : l'analyse des fréquences la casse. Sa vraie valeur est d'être la brique de base d'ADFGVX et du chiffre de Nihiliste.

💡 Comment fonctionne le chiffre de Vigenère

Décrit par Blaise de Vigenère en 1586, il a longtemps été surnommé le chiffre indéchiffrable. L'idée : au lieu d'un seul décalage de César pour tout le message, on en applique plusieurs, en alternance, dictés par un mot-clé.

1. Le mot-clé est répété sous le texte clair jusqu'à le recouvrir entièrement.
2. Chaque lettre de la clé vaut un décalage : A = 0, B = 1, … Z = 25.
3. On chiffre lettre par lettre : C = (P + K) mod 26.
4. Pour déchiffrer : P = (C − K) mod 26.

Exemple avec la clé CLE :
clair   A T T A Q U E
clé     C L E C L E C
chiffré C E X C B Y G
A(0)+C(2)=C, T(19)+L(11)=30 mod 26=4=E, etc.

Faiblesse : la clé se répète. Le test de Kasiski (1863) repère les séquences identiques dans le chiffré et en déduit la longueur de la clé ; le message se découpe alors en autant de César indépendants, chacun cassable par analyse de fréquences. Plus la clé est courte, plus c'est rapide.

💡 Comment fonctionne le chiffre de Beaufort

Attribué à l'amiral britannique Francis Beaufort (celui de l'échelle des vents), c'est une variante de Vigenère où l'on soustrait le texte clair de la clé au lieu d'additionner. Ce détail change tout sur le plan pratique.

1. Même préparation que Vigenère : la clé est répétée sous le texte.
2. On calcule C = (K − P) mod 26 — et non P + K.
3. Conséquence : l'opération est réciproque. Appliquer Beaufort au chiffré avec la même clé redonne le clair, car K − (K − P) = P.
4. Un seul réglage suffit donc sur les machines : c'est précisément ce qui a rendu le procédé populaire sur les appareils mécaniques comme la Hagelin M-209.

Exemple avec la clé CLE : A(0) donne C(2−0=2), T(19) donne S (11−19 = −8, soit 18 mod 26). Rechiffrez CS… avec CLE : vous retrouvez AT….

À ne pas confondre avec la variante allemande (C = P − K), qui n'est pas réciproque et correspond simplement à un Vigenère inversé.

Faiblesse : strictement la même que Vigenère. La clé se répète, donc Kasiski et l'indice de coïncidence s'appliquent à l'identique.

💡 Comment fonctionne le chiffre à autoclé

Proposé par Girolamo Cardano puis corrigé par Vigenère lui-même, l'autoclé répond au défaut majeur de Vigenère : la répétition de la clé. La solution est élégante — prolonger la clé avec le message lui-même.

1. On écrit d'abord le mot-clé (l'amorce, souvent courte).
2. On le prolonge immédiatement avec le texte clair, autant qu'il faut pour couvrir tout le message.
3. Le chiffrement est ensuite celui de Vigenère : C = (P + K) mod 26.
4. Au déchiffrement, l'amorce révèle les premières lettres claires, qui servent à leur tour de clé pour les suivantes : le texte se déroule de proche en proche.

Exemple, amorce CLE :
clair   A T T A Q U E
clé     C L E A T T A  ← CLE puis le clair lui-même
chiffré C E X A J N E

La variante à autoclé par le chiffré prolonge la clé avec le texte chiffré produit plutôt qu'avec le clair. Elle est plus simple à mécaniser mais plus faible : la clé circule alors à découvert dans le message transmis.

Faiblesse : plus de période, donc Kasiski ne mord plus. Mais la clé est du français (ou de l'anglais) : en testant des mots probables à toutes les positions, on obtient des fragments de clair lisibles qui se propagent. Une amorce longue et aléatoire retarde l'attaque sans l'empêcher.

💡 Comment fonctionne le disque d'Alberti

Leon Battista Alberti décrit en 1467 le tout premier chiffre polyalphabétique de l'histoire occidentale, avec un instrument : deux disques concentriques portant chacun un alphabet, le petit tournant librement dans le grand.

1. Le disque fixe porte l'alphabet du texte clair, dans l'ordre.
2. Le disque mobile porte un alphabet mélangé (ici dérivé d'un mot-clé) : c'est l'alphabet du texte chiffré.
3. On aligne une lettre repère du disque mobile sous une lettre du disque fixe : cet index fixe la position de départ.
4. On chiffre en lisant, sous chaque lettre claire, la lettre du disque mobile.
5. L'innovation d'Alberti : on tourne le disque en cours de message, ici toutes les N lettres. L'alphabet de substitution change donc périodiquement, ce que ne faisait aucun chiffre avant lui.

À savoir : le disque original d'Alberti portait 20 lettres (sans H, J, K, U, W, Y) et 4 chiffres servant à signaler les rotations. La version proposée ici est une transposition moderne sur 26 lettres, plus lisible, qui conserve le mécanisme : alphabet mélangé + rotation périodique.

Faiblesse : avec une rotation régulière, le chiffre redevient périodique et se ramène à un Vigenère sur alphabet mélangé. Alberti préconisait déjà des rotations irrégulières, signalées dans le message.

💡 Comment fonctionne le chiffre de Playfair

Inventé par Charles Wheatstone en 1854 mais porté par Lord Playfair, c'est le premier chiffre par paires de lettres (digrammes) réellement utilisé sur le terrain : armée britannique pendant la guerre des Boers et les deux guerres mondiales. Il tient dans la tête, sans matériel.

1. On construit une grille 5×5 à partir d'un mot-clé (I et J partagent une case).
2. Le texte est découpé en paires. Si une paire contient deux fois la même lettre, on insère une lettre de bourrage (X) entre elles ; si le total est impair, on complète à la fin.
3. Chaque paire est ensuite chiffrée selon sa position dans la grille :

• Même ligne → chaque lettre est remplacée par sa voisine de droite (on reboucle au début de la ligne).
• Même colonne → chaque lettre est remplacée par celle du dessous (on reboucle en haut).
• Sinon (rectangle) → chaque lettre est remplacée par celle située sur sa propre ligne, dans la colonne de l'autre lettre.

Exemple, clé HERCULE : la paire AT forme un rectangle ; A prend la colonne de T et T la colonne de A. Le déchiffrement applique les mêmes règles en sens inverse (gauche, haut, rectangle inchangé).

Faiblesse : 600 digrammes possibles au lieu de 26 lettres, ce qui neutralise l'analyse de fréquences simple — mais pas celle des digrammes. Une particularité le trahit : une lettre ne se chiffre jamais par elle-même, et AB se chiffre toujours à l'inverse de BA. Quelques centaines de lettres suffisent à un cryptanalyste.

💡 Comment fonctionne le chiffre de Hill

Publié par le mathématicien Lester S. Hill en 1929, c'est le premier chiffre à reposer ouvertement sur l'algèbre linéaire : un bloc de lettres est traité comme un vecteur, la clé comme une matrice.

1. La clé est une matrice carrée n×n (ici 2×2 ou 3×3), à coefficients entiers modulo 26.
2. Le texte est découpé en blocs de n lettres, converties en nombres (A = 0 … Z = 25), complétés par du bourrage si besoin.
3. Chaque bloc P devient C = K × P mod 26 : une lettre chiffrée dépend donc de toutes les lettres de son bloc, d'où une forte diffusion.
4. Pour déchiffrer, il faut la matrice inverse modulo 26 : P = K^-1 × C mod 26.

Condition sur la clé : la matrice n'est inversible modulo 26 que si son déterminant est premier avec 26, c'est-à-dire ni pair, ni multiple de 13. L'outil affiche le déterminant, son inverse et la matrice inverse, et refuse explicitement une clé non inversible.

Faiblesse : le chiffre est linéaire. Un attaquant qui obtient n blocs clairs avec leurs chiffrés résout un simple système linéaire et retrouve la clé. Hill résiste à l'analyse de fréquences, pas à une attaque à texte clair connu.

💡 Comment fonctionne la transposition rectangulaire

Ici, aucune lettre n'est remplacée : elles sont toutes conservées, seul leur ordre change. On parle de transposition, par opposition à la substitution. C'est la seconde grande famille des chiffres classiques.

1. On écrit le texte clair ligne par ligne dans une grille dont la largeur est celle du mot-clé.
2. On numérote les colonnes selon l'ordre alphabétique des lettres de la clé (à lettres égales, on suit l'ordre d'apparition).
3. On relit la grille colonne par colonne, en suivant cette numérotation : le résultat est le texte chiffré.
4. Le déchiffrement reconstruit la grille : on calcule la longueur de chaque colonne, on les remplit dans l'ordre de la clé, puis on relit en lignes.

Exemple, clé CLE (ordre C=1, E=2, L=3) sur ATTAQUE : la grille est ATT / AQU / E??, et on lit d'abord la colonne C (A, A, E), puis la colonne E (T, U), puis la colonne L (T, Q).

Le mode complétée bourre la dernière ligne pour que toutes les colonnes soient de même hauteur ; le mode irrégulière laisse la grille incomplète, ce qui est plus sûr mais exige un déchiffrement plus soigneux.

Faiblesse : les fréquences des lettres sont inchangées, ce qui dénonce immédiatement une transposition. Le nombre de colonnes se devine par essais, et les anagrammes multiples cassent le reste. D'où l'idée de la doubler (double transposition) ou de la combiner à une substitution — voir ADFGVX.

💡 Comment fonctionne le chiffre ADFGVX

Mis en service par l'armée allemande en mars 1918, c'est l'aboutissement des chiffres manuels : il enchaîne une substitution et une transposition, ce qui brouille à la fois l'identité des lettres et leur position. Les six lettres A, D, F, G, V, X ont été choisies parce que leurs codes morse se confondent difficilement à la réception radio.

1. Substitution : une grille 6×6 contient les 26 lettres et les 10 chiffres, mélangés par une première clé. Lignes et colonnes sont repérées par A, D, F, G, V, X. Chaque caractère devient donc deux lettres (ligne puis colonne) — le message double de longueur.
2. Transposition : ce résultat est écrit en lignes sous une seconde clé, puis relu colonne par colonne dans l'ordre alphabétique de cette clé. Les deux moitiés de chaque lettre sont ainsi séparées et éparpillées dans le message.
3. Le déchiffrement refait les deux étapes à l'envers : transposition inverse, puis lecture des couples dans la grille.

Variante ADFGX : la version d'origine, antérieure de deux mois, utilise une grille 5×5 sans les chiffres (I et J fusionnés) et seulement cinq lettres de repérage.

Faiblesse : le chiffre a été cassé dès juin 1918 par le lieutenant français Georges Painvin, qui a exploité des messages de même longueur chiffrés avec la même clé. Le travail lui a coûté 15 kilos et sa santé, mais il a livré le « radiogramme de la victoire ».

💡 Comment fonctionne le code morse

Ce n'est pas un chiffre mais un codage : il ne cache rien, il transporte. Mis au point par Samuel Morse et Alfred Vail dans les années 1830 pour le télégraphe électrique, il transforme chaque caractère en une suite de signaux courts et longs.

1. Chaque caractère a un code composé de points . et de traits -.
2. Les codes les plus courts sont attribués aux lettres les plus fréquentes en anglais : E = ., T = -. C'est un codage à longueur variable, ancêtre de la compression.
3. Le rythme porte la ponctuation : un trait dure trois points, le silence entre deux signaux vaut un point, entre deux lettres trois points, entre deux mots sept points.
4. À l'écrit, on note les lettres séparées par un espace et les mots par /.

Exemple : SOS = ... --- ..., choisi en 1906 non pour ses initiales mais parce que la séquence est facile à émettre et impossible à confondre.

Le bouton d'écoute reproduit le rythme réel : la durée du point est calculée depuis la vitesse en mots par minute, selon la référence historique du mot PARIS.

💡 Comment fonctionne le chiffre pigpen

Aussi appelé chiffre des francs-maçons ou « chiffre de la grille », il remplace chaque lettre non par une autre lettre mais par un symbole géométrique : le fragment de grille qui entoure la lettre.

1. On dispose l'alphabet dans quatre figures : deux grilles 3×3 (A–I puis J–R) et deux croix (S–V puis W–Z).
2. Le symbole d'une lettre est l'ensemble des traits qui bordent sa case : A, en haut à gauche, ne garde que le trait du bas et celui de droite.
3. Pour distinguer la seconde grille de la première, on ajoute un point au centre du symbole. Idem pour la seconde croix.
4. Le déchiffrement se fait à l'œil, en cherchant le symbole dans la clé affichée plus bas.

Usage historique : attesté chez les Templiers puis dans les loges maçonniques du XVIII^e siècle pour graver des inscriptions ; on le retrouve sur des pierres tombales, et il a servi aux prisonniers confédérés pendant la guerre de Sécession.

Faiblesse : c'est une substitution mono-alphabétique déguisée. Une fois la nature des symboles comprise, l'analyse de fréquences la casse en quelques minutes. Sa force est visuelle, pas cryptographique.