Le cylindre de Jefferson

Chapitre: X. Chiffres polyalphabétiques Prérequis: -

Vers 1800, alors qu'il était secrétaire d'état de George Washington, Thomas Jefferson (1743-1826), futur président des États-Unis, mit au point une méthode simple et ingénieuse pour chiffrer et déchiffrer des messages. Le cylindre de Jefferson (Jefferson's wheel cipher en anglais) consiste en vingt-six roues pouvant tourner autour d'un axe (voir photo ci-contre). Les vingt-six lettres de l'alphabet sont inscrites sur la tranche de chaque roue dans un ordre aléatoire. En tournant ces roues, les messages peuvent être formés.

Voyons un exemple: l'expéditeur du message "Thomas Jefferson wheel cipher" (voir photo ci-contre) compose ce message sur une ligne, puis, pour chiffrer son message, regarde une autre ligne du cylindre, par exemple celle juste au-dessus, commençant par la lettre "M", et envoie cette série de lettres. Le destinataire du message reçoit alors le message "MZNCSK YONSLKTRF AJQQB RTXYUK" qu'il compose sur son propre cylindre (identique à celui de l'expéditeur), puis il cherche sur celui-ci la ligne où le texte est intelligible.

     

La description que Jefferson en a faite est particulièrement claire et rigoureuse:

Confectionnez un cylindre de bois blanc d'environ deux pouces de diamètre et six à huit pouces de long. Percez en son axe un trou suffisant pour recevoir une broche d'un huitième ou un quart de pouce de diamètre. Divisez le pourtour en 26 parts égales (pour les 26 lettres de l'alphabet) et, avec un poinçon, tracez des lignes parallèles, d'un bout à l'autre, à partir des points de division. Tracez ces lignes avec de l'encre pour les rendre plus apparentes. Puis, découpez le cylindre en disques d'environ un sixième de pouce d'épaisseur. Ils ressemblent à des jetons de jacquet. Numérotez chacun d'entre eux sur une des faces, de façon à pouvoir les assembler dans n'importe quel ordre que vous aurez choisi. Sur le pourtour de chaque disque et entre les lignes noires, inscrivez les lettres de l'alphabet, non dans l'ordre normal mais en désordre, de façon qu'il n'y ait pas deux disques semblables. Assemblez-les maintenant dans l'ordre que vous avez choisi, sur l'axe de fer dont l'une des extrémités a une «tête» et l'autre un filetage et un écrou permettant de les maintenir fermement. L'appareil est maintenant prêt à l'emploi, votre correspondant ayant un cylindre semblable, semblablement disposé.
[...]
Pour un ensemble donné de disques avec leurs alphabets désordonnés, on peut produire une très grande variété de chiffrements différents, en changeant seulement l'ordre des disques du cylindre, car si vous faites le produit de tous les nombres compris entre 1 et le nombre de disques (quel qu'il soit), le résultat donnera le nombre de rangements possibles, donc de clefs de chiffrement utilisables avec des correspondants différents, celle de chacun d'eux étant inintelligible pour tous les autres.

Bien que Jefferson abandonna apparemment l'usage de ce procédé après 1802, il fut réinventé juste avant la première guerre mondiale et utilisé notamment dans l'armée américaine.


Vous pouvez aller voir sur le web une applet java simulant le cylindre de Jefferson (marche seulement avec Internet Explorer) ou utiliser la version plus simple ci-dessous.

Entrez le mot de passe (sans accents ni caractères spéciaux) ou écrivez directement l'ordre des vingts disques (numérotés de 1 à 20) composant le cylindre:

Mot de passe      
Ordre des disques :
     


Exercice

Déchiffrement

Déchiffrez à l'aide du programme ci-dessus le texte suivant sachant que le mot de passe est "Nosferatu": VZEUY UXRIP DEUJY IWHMO

Trouvez comment le mot de passe donne l'ordre des disques.


Le commandant français Étienne Bazeries réinventa en 1891 un appareil semblable au cylindre de Jefferson. Le colonel italien Ducros proposa un instrument analogue en 1900.
Le Marquis de Viaris proposa en 1893 une méthode pour décrypter les messages produits par l'appareil de Bazeries (voir références).
Après que le colonel Joseph O. Mauborgne (qui sera plus tard général de division) eût présenté une amélioration fondamentale dans la construction des alphabets ("Carré latin"), l'armée américaine introduisit en 1922 le cylindre chiffrant M-94 (ci-contre) avec 25 disques, qui fut utilisé par la troupe jusqu'en 1942.


Références


Didier Müller, 14.10.01