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#1 29-06-2020 21:49:15

Elerias
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Messages : 8

Recherche d'un algorithme de chiffrement à la main sûr

Bonjour à tous, passionés de cryptologie !

Aujourd'hui, avec l’avènement puissance de l'informatique, la cryptographie moderne a définitivement triomphé sur la cryptographie classique "au papier et au crayon". Elle permet en effet d'atteindre des niveaux de sécurité surprenants. Un algorithme de chiffrement moderne est dit sûr s'il résiste aux 4 attaques suivantes. On considère, conformément au deuxième principe de Kerckhoffs que l'attaquant connaît l'algorithme de chiffrement.
- l'attaque à texte chiffré seul : à partir d'un texte ou d'un ensemble de textes chiffrés avec la même clé, l'attaquant peut retrouver la clé et donc le texte en clair.
- l'attaque à texte clair connu : à partir de textes ou de portions de texte chiffrés avec la même clé et avec leur correspondance, l'attaquant peut retrouver la clé.
- l'attaque à texte clair choisi : l'attaquant peut obtenir la version chiffrée de n'importe quel échantillon de texte en clair. Il peut, à partir des informations obtenues, retrouver la clé.
- l'attaque à texte chiffré choisi : l'attaquant peut obtenir la version en clair de n'importe quel échantillon de texte chiffré. Il peut, à partir des informations obtenues, retrouver la clé.

Quand on dit résister, cela signifie, qu'il est pratiquement ou mathématiquement impossible de retrouver la clé en un temps "court" (inférieur à plusieurs milliards d'années avec la puissance de tous les ordinateurs du monde).

AES (Advanced Encryption Standard) est la norme actuelle en terme de chiffrement symétrique, il est totalement sûr à ce jour.

Mais je me demandais à quel point en était la cryptographie classique. Vous me demanderez peut-être pourquoi s'en soucier. Je pense qu'il se peut qu'elle puisse être utile dans certaines situations. Par exemple, si dans quelques années, on apprend que tous les appareils électroniques sont surveillés (c'est peut-être déjà un peu le cas ...), il faudra trouver un autre moyen de garder une communication privée sûre. Et même si cela n'arrive pas, on peut toujours chercher pour la beauté de cet art qu'est la cryptologie.
La question est la suivante : Existe-t-il aujourd'hui des chiffrements que l'on peut implanter à la main en un temps raisonnable et qui sont sûrs, au moins pour les deux premières attaques (à texte chiffré seul et à texte clair connu) ?

Plus précisément, je cherche un système de chiffrement qui satisfasse les conditions suivantes :

1. Il doit respecter les principes de Kerckhoffs, excepté celui qui stipule que le chiffrement doit être adapté pour la télégraphie, qui n'est plus réellement d'actualité, notamment :
- le deuxième : la sécurité doit reposer sur la clé et non sur l'algorithme de chiffrement lui-même ;
- le sixième : le système doit être facile d'utilisation et utilisable en un temps correct à la main. Mettons un maximum de 30 minutes pour chiffrer ou déchiffrer 100 caractères.

2. Le système doit résister au moins à l'attaque à texte chiffré seul et à l'attaque à texte clair connu.

3. Le système ne doit pas augmenter la longueur du message, sauf de quelques caractères pour les lettres nulles par exemple. La carré de Polybe ne respecte donc pas ce point.

4. La clé doit pouvoir être aussi simple ou complexe que le veut l'utilisateur : elle doit s'apparenter à un mot de passe comme sur les systèmes de chiffrement moderne.

5. Le système doit pouvoir supporter un alphabet avec un nombre quelconque de caractères (plus que 1 quand même) ce qui permettra aux utilisateurs du système d'adapter le système à leur besoin et à leur langue.

6. S'il y a une erreur dans le chiffrement, le reste du texte ne doit pas être compromis.

7. Le système doit pouvoir être mis en oeuvre partout et donc ne pas nécessiter de ressources matérielles comme des dictionnaires, des livres, des tables, etc.

Regardons à présent les types de chiffrement connus de cryptographie classique afin de voir s'ils respectent ou non ces propriétés.
On peut éliminer tout de suite les substitutions mono-alphabétiques et poly-alphabétiques qui ne resistent pas à une attaque à texte chiffré seul (analyse des fréquences, test de Kasiki, test de Friedman ...) et encore moins à une attaque à texte clair connu. Les substitutions polygraphiques (chiffre de Hill, Playfair, 4 carrés ...) ne résistent pas non plus à cette dernière de la même façon que les transpositions, les chiffres homophones et les chiffres à répertoire (le chiffre du livre) qui de plus, ne respectent pas le 7ème point.
Les chiffres tomographiques (Chiffre de Chase, ADFGVX) semblent peu résistants à une attaque à texte clair connu quand le texte chiffré et sa correspondance en clair sont assez longs.
Le chiffre de Vernam ne respecte pas les principes de Kerckoffs et le 4ème point.
J'ai cherché d'autres chiffres, mais je n'en trouve pas un qui résiste à une telle attaque.

Si vous connaissez un algorithme de chiffrement qui respecte ces 7 points, pouvez-vous m'en faire part s'il vous plaît ? Sinon, je vous propose que l'on réfléchisse ensemble à un tel cryptosystème.

J'ai dans l'idée un chiffrement par bloc afin de respecter le 6ème point. Claude Shannon a donné deux propriétés d'opération fondamentales : la confusion et diffusion. La confusion permet de rendre le lien entre le cryptogramme et la clé "confus" : le texte dépend dans son ensemble de la clé. La diffusion "diffuse" l'information du texte en clair dans le texte chiffré : si on change un bit du texte en clair, chaque bit du texte chiffré a une chance sur deux de changer.
La substitution constitue une opération de confusion, la transposition constitue une opération de diffusion globale.
Mais la combinaison des deux n'est pas efficace si chaque caractère est substitué à un autre caractère et que la transposition se contente de mélanger les caractères. Les caractères ne sont alors pas dépendants les uns des autres, ils sont juste déplacés et substitués, la diffusion est faible. Si au contraire, on substitue les bigrammes puis qu'on effectue une transposition (chiffres tomographiques), les informations des deux caractères constituants les bigrammes seront mélangés puis séparés causant une diffusion plus forte. En répétant un certain nombre de fois le procédé, la diffusion devient presque totale. Il faut donc trouver un équilibre entre cette diffusion et le temps de chiffrement et de déchiffrement.

J'invite donc tous les gens intéressés par cette question à proposer des systèmes de chiffrement, commenter ceux des autres, faire diverses remarques ou simplement poser des questions ; ou bien à m'informer dans le cas où ce que je cherche existe déjà. Merci d'avance.

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