Chiffrement et Déchiffrement Chiffre de Playfair

Historique du Chiffrement Playfair

Le chiffrement Playfair, inventé par l'ingénieur anglais Charles Wheatstone au milieu du XIXe siècle, a connu sa popularité pendant la Première Guerre mondiale. Cependant, il a été formalisé et publié en 1854 par son collègue Sir Lyon Playfair, d'où il tire son nom. Utilisé principalement dans un contexte militaire, le Playfair est un chiffrement par substitution polyalphabétique qui a été employé pour sécuriser les communications confidentielles.

Principe du Chiffrement de Playfair

Méthode de Création de la Matrice

Le principe de base du Playfair repose sur l'utilisation d'une matrice 5x5, également appelée grille Playfair, remplie avec une clé secrète. Une fois que la grille est pré-remplie avec la clé secrète, on la complète avec les lettres de l'alphabet dans l'ordre alphabétique, à l'exception des lettres déjà entrées par la clé. La grille ne faisant que 25 lettres, on doit en supprimer une. Dans la variante anglaise, on fusionne le J et le I. Dans la variante française on supprime le W, assez peu usité. Une fois la grille remplie, on divise le message à chiffrer en paires de deux lettres.

Voici un exemple de grille en variante anglaise, pré-remplie avec la clé "PASSWORD" :

Chiffrement des Paires de Lettres

Le chiffrement des paires de lettres se fait en suivant quelques règles simples. Si les deux lettres d'une paire se trouvent dans la même ligne de la grille, elles sont remplacées par les lettres suivantes dans cette ligne. Si les lettres se trouvent dans la même colonne, elles sont remplacées par les lettres suivantes dans cette colonne. Si les lettres forment un rectangle, elles sont remplacées par les lettres diagonales opposées du rectangle. Enfin, si les lettres se trouvent dans des lignes et colonnes différentes, elles sont remplacées par les lettres qui forment un rectangle avec elles dans la grille. Par exemple, dans le tableau suivant :

Le couple de lettres à chiffrer "GI" se trouvant sur la même ligne, il est chiffré par "HK" ; Le couple de lettres "PL" est chiffré "RV" car il se trouve sur la même colonne ; Et le couple de lettres "PE" est chiffré par le couple "OR" car les deux ne sont ni sur la même ligne ni sur la même colonne mais sont deux angles opposés d'un rectangle. Le cas particulier de deux lettres identiques dans un couple est géré par l'ajout de la lettre "X" (uste une habitude, rien de formel) entre les deux.

Principe de la Cryptanalyse de Playfair

Bien que le chiffrement Playfair ait été efficace pendant un certain temps, il n'était pas invulnérable. Plusieurs techniques ont été développées pour casser ce chiffrement.

Analyse de Fréquence

L'analyse de fréquence reste une méthode puissante. Même si le Playfair modifie les fréquences des lettres, certains schémas peuvent être identifiés, permettant aux cryptanalystes de déterminer la clé.

Attaques par Paires de Lettres

En manipulant délibérément les paires de lettres, les attaquants peuvent créer des situations où les règles du Playfair conduisent à des résultats spécifiques, aidant ainsi à déterminer la clé utilisée.

Attaques par Force Brute

En raison de la taille relativement petite de la matrice Playfair, les attaques par force brute deviennent pratiques. Les attaquants peuvent essayer différentes clés jusqu'à ce qu'ils trouvent la bonne.
Le chiffrement Playfair, bien que novateur à son époque, a depuis été surpassé par des techniques plus avancées. Cependant, son histoire fascinante et ses principes éducatifs en font une étude intéressante dans le domaine de la cryptographie.