TCL – Une méthode inédite de transposition à clé littérale

1 avril 201626 février 2023 Philippe Huysmans LKT, TCL, TRANSPOSITIONS

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Dans cet article, je présenterai un chiffre, inédit à ma connaissance, permettant des permutations sur base d’une clé littérale, à la façon de Vigenère. Je l’ai baptisé TCL (Transposition à Clé Littérale. / Litteral Key Transposition)

Ce chiffre est à classer dans la catégorie Cryptographie Classique. Il s’apparente aux transpositions à clef (Keyed Columnar Transposition) ainsi qu’au Rail Fence. Pour être précis, c’est un cas général de Rail Fence.

Chiffrement par Transposition à Clé Littérale

Le chiffrement se fait sur base d’une grille, tout comme le rail fence. La largeur de la grille est égale à la longueur du message, et la hauteur de la grille égale au nombre de caractères dans l’alphabet.

Supposons que nous voulions encrypter le texte ci-dessous en utilisant comme clé : CESAR

NOUS ATTAQUERONS DEMAIN A L AUBE PAR LA PORTE SUD

Première étape : le pavage

Cette première étape sera en général fusionnée avec la deuxième, elle n’est détaillée ici que pour illustrer le propos.

Pour ce faire, nous marquons (ici en jaune) les cases qui font partie de la clé, à raison d’un caractère par colonne (de gauche à droite). La clé est considérée comme circulaire, comme dans Vigenère, donc lorsqu’on arrive au bout de celle-ci, on repart du début.

Deuxième étape : recopiage

Dans cette étape (qui peut se réaliser en même temps que la première), on recopie simplement le texte clair dans les cases jaunes, à raison d’un caractère par colonne, de gauche à droite, ce qui donne :

Troisième étape : retranscription

Dans cette étape on relit tout simplement le texte de gauche à droite, et de haut en bas, comme un texte normal, et l’on obtient :

SQNAA AOUNT EDNBL TOTRE AEAEA USIUR RDUAO MLPPS

Robustesse du chiffrement

On peut aisément se rendre compte qu’ici, chaque caractère de la clé correspondra avec une position différente de la lettre chiffrée dans la tabula recta, avec pour conséquence qu’elle peut être arbitrairement transposée, dans le cryptogramme, en n’importe quelle position (diffusion).

Ainsi, la première lettre du texte clair « N » se retrouvera à la position 9 dans le cryptogramme, la deuxième lettre « O » se retrouvera en position 17, et ainsi de suite.

Bien sûr, ces cycles peuvent être déterminés par l’algèbre modulaire, conjointement à une analyse des n-grammes, mais d’une manière générale, la complexité du cryptogramme dépend directement de la complexité de la clé et de sa longueur.

Renforcement du TCL

Le chiffre TCL peut-être renforcé, tout comme le Vigenère, par l’utilisation d’alphabets à façon, ou comprenant plus de caractères que les simples A-Z.
On peut également appliquer la méthode autoclave, de sorte que lorsqu’on a épuisé la clé, on continue en utilisant le texte lui-même. Dans ce cas la clé serait devenue :

CESARNOUSATTAQUERONSDEMAINALAUBEPARLAPORTESUD

Couplage (surchiffrement) Vigenère

Dans la mesure ou les deux chiffrements partagent ces caractéristiques, il est aisé d’introduire un chiffrement par Vigenère au moment de l’étape 1. On recopie les caractères de la clé dans le pavage, puis, à l’étape 2 on combine le caractère de la clé avec celui du texte.

Techniquement, cela revient à appliquer d’abord un Vigenère au texte clair, puis à le transposer.

En pratique cela met plus ou moins à néant la possibilité de découvrir la clé (ou sa longueur) de chiffrement au travers de l’analyse des n-grammes.

Exemple :

Comparaison avec la Transposition par colonnes à clé (Keyed Columnar Transposition)

Prenons le même exemple :

NOUS ATTAQUERONS DEMAIN A L AUBE PAR LA PORTE SUD

Et que nous faisons une route par 5 c’est-à-dire de 8 caractères par ligne puisque le texte en comprend 40 au total, nous obtenons :

 |12345678
-+--------
1|NTEDNBLT
2|OTREAEAE
3|UAOMLPPS
4|SQNAAAOU
5|AUSIURRD

On a écrit verticalement le texte, et on le lit horizontalement. Ensuite, on choisit une clé, disons CESAR. L’ordre alphabétique des caractères de la clé déterminera l’ordre dans lequel nous réécrirons les lignes du cryptogramme final. A est la première, C la deuxième, E la troisième, et ainsi de suite. Nous obtenons alors la clé numérique : 2 3 5 1 4. La quatrième ligne devient donc la première, ensuite vient la première, puis la seconde…

 |12345678
-+--------
1|SQNAAAOU
2|NTEDNBLT
3|OTREAEAE
4|AUSIURRD
5|UAOMLPPS

Et le cryptogramme sera :

SQNAA AOUNT EDNBL TOTRE AEAEA USIUR RDUAO MLPPS

Le résultat est identique au chiffrement TCL. En fait, il existe une différence. Lorsque des caractères de la clé sont répétés, comme dans le mot SECRET par exemple cela aura pour conséquence dans le TCL que ces lettres se retrouveront côte à côte dans le cryptogramme alors que dans une Transposition par colonnes à clé, tout se passera comme si la deuxième lettre E possédait sa propre ligne dans l’alphabet, distincte du premier E.

Comparaison avec Rail Fence

Le RailFence constitue un cas particulier de TCL. En effet, si pour un alphabet ABCD….YZ vous choisissez la clé : ABCDCB, vous obtiendrez un chiffrement exactement équivalent à un RailFence de hauteur 4.

N     T     O     A     U     L     E   
 O   T A   R N   M I   A B   R A   T S  
  U A   Q E   S E   N L   E A   P R   U 
   S     U     D     A     P     O     D

Ce qui donnera le cryptogramme : NTOAULEOTARNMIABRATSUAQESENLEAPRUSUDAPOD

Avantages de la Transposition à Clé Littérale

Peut être réalisé avec un papier et un crayon
Laisse peu de place à l’erreur, le procédé est enfantin
Se combine aisément avec Vigenère et en présente tous les avantages