Chiffre VIC
Le chiffre VIC, utilisé par les espions russes pendant la guerre froide, est probablement le cryptosystème classique le plus avancé qui ait jamais été conçu. Avant la défection en ‘57 de l’agent russe d’origine finnoise Reino Häyhänen, tous les efforts de la NSA pour le cryptanalyser ont été infructueux.
Vous allez réaliser en Java une version simplifiée du chiffre VIC qui utilise certains de ses concepts fondamentaux.
Échiquier à diffusion
Une des faiblesses principales des systèmes de chiffrement par substitution est leur vulnérabilité aux attaques statistiques. En effet, aussi bien dans les chiffres monoalphabétiques que dans les variantes de Vigenère, les lettres du texte chiffré héritent les fréquence d’apparition des lettres du texte clair.
L’échiquier à diffusion est un raffinement du carré de Polybe qui sert à encoder un message en une suite de chiffres décimaux tout en réduisant les biais statistiques dus à l’usage des lettres les plus fréquentes.
Un échiquier à diffusion est un tableau de 3 lignes et 10 colonnes. La première ligne contient les 8 lettres les plus fréquentes (RUSTINEA en français) et deux cases blanches dans un ordre arbitraire (éventuellement secret). Les deux autres lignes contiennent le reste de l’alphabet, plus deux caractères à usage spécial (par exemple le point et l’apostrophe).
Voici un exemple d’échiquier à diffusion
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | A | R | U | I | N | E | S | |||
| 2 | B | C | D | F | G | H | J | K | L | M |
| 8 | O | . | P | Q | V | ’ | W | X | Y | Z |
Les deux lignes du bas portent le numéro des colonnes qui correspondent aux cases vides en première ligne.
Pour coder (ou devrait-on dire chiffrer, lorsque l’échiquier est gardé secret) le message on élimine tous les espaces et les caractères qui n’apparaissent pas dans le tableau ; ensuite chaque lettre du texte clair est transformée en :
- Le numéro de la colonne correspondante si la lettre apparaît en première ligne: par exemple N est codé avec 6 ;
- Le numéro de la ligne suivi du numéro de la colonne si la lettre apparaît dans les deux autres lignes: par exemple Q est codé avec 83.
Pour faire un exemple concret, le texte “ATTAQUER TOUR EIFFEL A L’AUBE” est codé par le tableau ci-dessus comme suit :
| A | T | T | A | Q | U | E | R | T | O | U | R | E | I | F | F | E | L | A | L | ’ | A | U | B | E |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 83 | 4 | 7 | 3 | 0 | 80 | 4 | 3 | 7 | 5 | 23 | 23 | 7 | 28 | 1 | 28 | 85 | 1 | 4 | 20 | 7 |
Ce qui donne le texte encodé : 100183473080437523237281288514207.
Le décodage peut se faire de façon unique car on sait que chaque 2 introduit une lettre sur la deuxième ligne et chaque 8 introduit une lettre sur la troisième ligne.
Masquage
Après la phase d’encodage par l’échiquier à diffusion, le chiffre VIC applique un chiffrement par substitution ou par transposition au texte encodé.
Dans notre version simplifiée, nous allons appliquer un chiffrement par substitution similaire au chiffre de Vigenère, la seule différence étant que l’alphabet contient 10 symboles plutôt que 26. Par exemple, en supposant que la clef secrète soit 836964, le texte chiffré est obtenu en additionnant cette clef au texte encodé modulo 10 :
| encodé | 1 | 0 | 0 | 1 | 8 | 3 | 4 | 7 | 3 | 0 | 8 | 0 | 4 | 3 | 7 | 5 | 2 | 3 | 2 | 3 | 7 | 2 | 8 | 1 | 2 | 8 | 8 | 5 | 1 | 4 | 2 | 0 | 7 |
| clef | 8 | 3 | 6 | 9 | 6 | 4 | 8 | 3 | 6 | 9 | 6 | 4 | 8 | 3 | 6 | 9 | 6 | 4 | 8 | 3 | 6 | 9 | 6 | 4 | 8 | 3 | 6 | 9 | 6 | 4 | 8 | 3 | 6 |
| chiffré | 9 | 3 | 6 | 0 | 4 | 7 | 2 | 0 | 9 | 9 | 4 | 4 | 2 | 6 | 3 | 4 | 8 | 7 | 0 | 6 | 3 | 1 | 4 | 5 | 0 | 1 | 4 | 4 | 7 | 8 | 0 | 3 | 3 |
Le décodage se fait de façon analogue. Vous remarquerez que la cryptanalyse de ce texte est beaucoup plus dure que pour un simple Vigenère.
À vos javac
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En utilisant l’échiquier donné ci-dessus, écrivez un programme Java qui prend en entrée un texte clair/chiffré (en le lisant dans un fichier, ou de n’importe quelle autre façon) et une clef et qui affiche le texte chiffré/déchiffré. On vous conseille de vous inspirer des solutions des TDs pour réaliser les entrées-sorties.
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Challenge : visitez cette page et déchiffrez le texte qui vous est proposé. ATTENTION: l’échiquier de diffusion est différent, par conséquent vous devez soit modifier votre code pour prendre un échiquier quelconque en entrée (mieux: ça fait des points bonus), soit changer l’échiquier directement dans votre code source (moins bien, mais ça ne vous enlèvera pas de points).
Soumettez votre code source, ainsi que le texte décompressé, dans la boîte de dépôt sur e-campus 2, ou par mail à votre enseignant. Vous avez jusqu’au 7 avril à 20h pour soumettre votre travail. Un point de pénalité pour chaque heure de retard : le 8 avril à 16h c’est votre dernière chance !