C’est quoi Enigma ?

Introduction et définition 

Après la première guerre mondiale, des machines à chiffrer électromécaniques ont vu le jour. En particulier, la machine Enigma est mise au point par deux inventeurs allemands, Arthur Scherbius et Richard Ritter, brevetée en 1918, et vendue à l’armée allemande en 1925. Le chiffrement par Enigma effectuait une permutation de l’alphabet, mais cette permutation était modifiée à chaque lettre, suivant un système complexe de connexions et de rotors. Autrement dit, le chiffrement avait la forme suivante :

Plus précisément, la clé k indiquait une position initiale du système, définissant une permutation initiale de l’alphabet. La frappe d’une lettre provoquait la rotation d’un rotor, laquelle induisait un changement de permutation. Le nombre de rotors (qui a varié de 3 à 8) et l’ordre d’installation des rotors rendaient le nombre de permutations possibles véritablement gigantesque, et la position initiale n’était retrouvée qu’au bout d’un très grand nombre d’utilisations. De plus, la structure était telle que la même machine pouvait être utilisée pour le chiffrement et pour le déchiffrement. Les polonais ont initié la cryptanalyse d’Enigma en 1930. A ce moment, d’une part l’architecture de la machine est dans sa forme la plus simple, et d’autre part les opérateurs ont l’habitude de chiffrer deux fois successivement la clé de session. Le polonais Rejewski comprit les avantages qu’il pouvait tirer de cela : en effet, le cryptanalyste est alors en mesure de limiter une recherche exhaustive aux clés compatibles. Pour être à même de tester toutes les possibilités restantes, les polonais construisent en 1938 la première bombe, véritable ordinateur électromécanique, et grâce à elle parvient à décrypter la plupart des messages chiffrés allemands. Puis la Pologne est envahie.. Mais les polonais réussissent à faire parvenir leurs avancées aux alliés. La cryptanalyse d’Enigma devient l’affaire des anglais et des américains, dans le manoir de Bletchley Park. L’une des équipes de cryptologues est dirigée par Alan

Turing. Ultérieurement, Enigma fut significativement améliorée par les allemands, et d’autre part la clé de session ne fut plus chiffrée deux fois. Malgré cela, la recherche de mots probables dans le clair, quelques erreurs de manipulation des allemands, et bien d’autres techniques cryptographiques, jointes aux puissances des bombes cryptographiques conçues par Alan Turing et son équipe, venaient à bout du déchiffrement des messages allemands.

 

Lors de la Seconde guerre mondiale, Enigma bouleverse le monde de la cryptographie en assurant la confidentialité des communications allemandes, sur laquelle le IIIème Reich comptait dans la mise en œuvre de sa stratégie. Cette machine permettait aux allemands de crypter les messages militaires, en se basant sur un dispositif électro-mécanique de chiffrement. Cet évènement dans l’histoire de la cryptographie a poussé les pays belligérants à mener une véritable guerre du renseignement dont dépendra la vie de dizaines de milliers d’Hommes. En effet, la réaction des Alliés à cette invention ne se fit pas attendre. Ainsi, les Polonais, puis les Anglais à Bletchley Park, ont rassemblé les mathématiciens les plus éminents pour venir à bout d’Enigma et par la même occasion gagner la bataille de la cryptanalyse. Comment la machine des nazis, héritage des méthodes antiques de cryptographie mais innovation par la mécanisation du codage, a-t-elle influencé le sort de la guerre ? L’utilisation de la machine Enigma par les Allemands sera traitée dans une première partie. Mais l’influence d’Enigma est aussi celle de son décryptage par les Alliés, aussi ne peut-on pas ne pas nous intéresser aux efforts qu’on fourni les alliés pour briser le chiffre.

Avant de devenir le symbole du décryptement allié, Enigma était surtout un outil efficace pour sécuriser les communications, que les Allemands ont parfaitement su intégrer à leur stratégie militaire. Cette partie retrace l’histoire de la machine : son invention, son utilisation et son fonctionnement.

L’invention d’Enigma et ses origines

La machine à crypter Enigma est née de la nécessité pour les Allemands de posséder un système de communication sûr à la veille de la Seconde guerre mondiale. Elle reprend le principe du cryptage par substitution.

Pour dissimuler un texte, différentes techniques ont été inventé, parmi lesquels on distingue deux procédés principaux : la stéganographie et la cryptographie. La stéganographie désigne toutes les techniques visant à cacher l’existence du message. Il s’agit d’une technique employée aujourd’hui pour insérer dans un fichier image des informations relatives aux droits d’auteur. On peut en effet cacher un texte dans une image numérique, en codant le texte par d’invisibles variations de valeurs des pixels de l’image. La modification apportée à l’image reste invisible, puisqu’une image numérique peut représenter plus de couleurs que l’œil humain n’en distingue.

La première trace de stéganographie remonte à la Grèce antique, au IVème siècle avant Jésus-Christ : on raconte qu’un citoyen avait rasé le crâne de son esclave pour y écrire un message. Il attendit ensuite que les cheveux repoussent avant de l’envoyer chez le destinataire. Mais la stéganographie n’est pas efficace pour assurer la confidentialité d’une communication : une personne soupçonnant une communication aura vite fait de mettre à jour le stratagème.

La cryptographie, méthode bien plus sûre, consiste à rendre incompréhensible un texte pour tout lecteur qui ne serait pas son légitime destinataire. Cette méthode laisse le choix entre substituer une lettre par une autre, voire substituer un mot entier par une lettre : c’est la cryptographie par substitution ; ou bien permuter les lettres au sein d’un texte ou d’un mot : c’est la cryptographie par permutation. Bien que le mot code secret est souvent utilisé pour désigner toute écriture secrète, il désigne à l’origine un système de cryptographie par substitution qui remplace un mot ou une phrase par une lettre ou un symbole. Il se distingue du chiffre qui effectue une substitution au niveau de chaque lettre. Ainsi, lorsqu’on se sert d’un code, on utilise les termes coder et décoder, et pour un chiffre, on utilise les termes chiffrer et déchiffrer. Plus généralement, les verbes crypter et décrypter s’appliquent à tous les procédés de cryptographie.

 

Références (PDF)

• Enigma et la Seconde guerre mondiale par GUILLAUME MUNCH & JULIEN MILLI
• Codes et Cryptologie par Christine Bachoc

Retour au menu