B1 · Episode 3 · 4:51
Introduction to Cryptography: Steganography and Caesar Cipher
This episode introduces two classical approaches to secret communication: steganography—hiding messages in plain sight—and the Caesar cipher—a letter-shift encryption method. It explains how each works, gives historical examples, and analyzes their security from a cryptanalyst's perspective.
Source：stph / aperi.tube · License：CC BY-SA 4.0
Transcript
Bonjour à tous, je m'appelle David Savouret,
Hello everyone, my name is David Savouret.
je suis employé par le CNRS et je travaille au laboratoire d'informatique de l'UTC.
I work for the French National Centre for Scientific Research (CNRS) at the UTC Computer Science Laboratory.
Et aujourd'hui, je voudrais vous proposer une initiation au code secret.
Today, I’d like to introduce you to the basics of secret codes.
Alors, ce qu'on va essayer d'étudier aujourd'hui, c'est la chose suivante:
So, what we’ll explore today is this:
imaginez que deux agents veuillent se transmettre un message sans qu'une troisième
Imagine two agents want to exchange a message,
personne ne puisse y avoir accès.
without any third party being able to access it.
Eh bien, pour ce faire, il y a différentes méthodes et c'est cela que nous allons
Well, there are various methods to achieve this,
étudier aujourd'hui.
and that’s exactly what we’ll study today.
Alors, une méthode très ancienne, ou plutôt une famille de méthodes,
One very ancient method—or rather, a family of methods—
s'appelle la stéganographie.
is called steganography.
L'idée est simplement de cacher le message.
The basic idea is simply to hide the message.
Alors voici deux citations qui viennent de textes antiques.
Here are two quotations from ancient texts.
Pour comprendre la première, il faut savoir qu'à l'époque,
To understand the first one, keep in mind that back then, people didn’t have notebooks,
on n'avait pas de cahier, et donc pour écrire,
so to write,
on utilisait des tablettes en bois sur lesquelles il y avait une couche de cire,
they used wooden tablets coated with wax.
et en grattant avec une sorte de stylo dans la cire,
By scratching into the wax with a stylus-like tool,
on pouvait écrire un message. Eh bien, pour cacher le message,
one could write a message. To conceal it,
on pouvait enlever toute la couche de cire, gratter dans le bois,
one could remove all the wax and scratch the message directly into the wood,
remettre une couche de cire, la tablette avait l'air vierge,
then reapply a fresh layer of wax, making the tablet appear blank,
alors qu'elle contenait bien un message.
yet it secretly contained the message.
Et la deuxième technique consiste à prendre un esclave, à lui raser la tête,
The second technique involved taking a slave, shaving his head,
à tatouer sur son crâne un message,
tattooing a message onto his scalp,
à attendre que les cheveux repoussent et le message est ainsi dissimulé.
and waiting for his hair to grow back—thus concealing the message.
Alors, nous aujourd'hui, ce que nous allons étudier,
Today, what we’ll focus on is
ce sont des techniques de cryptographie.
cryptographic techniques.
Cette fois- ci, le message, son lieu n'est pas secret,
This time, the message itself is not secret,
mais le message a été transformé.
but the message has been encrypted.
Il a été rendu inintelligible, on dit qu'il a été chiffré.
It has been made unintelligible—we say it has been encrypted.
Et ce que nous verrons, ce sont des méthodes de chiffrement et les méthodes de
What we’ll study are various encryption methods, and the corresponding
déchiffrement qui vont avec.
decryption methods.
À chaque fois qu'on verra une méthode de chiffrement,
Each time we present an encryption method,
on se placera aussi du point de vue du cryptanalyste.
we’ll also consider the cryptanalyst’s perspective.
Le cryptanalyste, c'est celui qui étudie
A cryptanalyst is someone who studies
l'efficacité d'un système de chiffrement,
the effectiveness of an encryption system—
c'est- à- dire l'effort qu'il faut à un ordinateur pour le déchiffrer.
specifically, how much computational effort a computer needs to break it.
Alors on supposera, et c'est assez réaliste,
We’ll assume—and this is quite realistic—
qu'on dispose d'un ordinateur qui peut tester un million de possibilités par
that we have a computer capable of testing one million possibilities per second,
seconde. Et dans la suite de l'exposé, quand nous dirons clair,
and later in this presentation, when we say ‘plaintext’,
il faudra bien comprendre que ça veut dire le message intelligible,
please understand it means the intelligible original message—
le message avant le chiffrement.
the message before encryption.
Et le chiffré, lui, ce sera le message inintelligible,
‘Ciphertext’, by contrast, refers to the unintelligible message—
le message après le chiffrement.
the message after encryption.
Alors c'est parti, nous allons voir une première technique de chiffrement qui
Let’s begin: we’ll look at our first encryption technique,
s'appelle le chiffre de César.
called the Caesar cipher.
Vous voyez ici que l'alphabet a été représenté dans deux roues,
Here you see the alphabet arranged as two concentric wheels—
une roue externe et une roue interne.
an outer wheel and an inner wheel.
La roue interne a été décalée dans le sens des aiguilles d'une montre,
The inner wheel has been rotated clockwise by several positions,
ici, de sept cases.
here, by seven positions.
Eh bien, ces deux roues permettent de chiffrer des messages.
Together, these two wheels form a tool for encrypting messages.
Comment ça marche?
How does it work?
Si je veux chiffrer le mot musique,
If I want to encrypt the word "music",
je vais lire les lettres de mon message clair sur la roue externe.
I’ll read the letters of my plaintext on the outer wheel.
Par exemple, je vais chercher le M et je vois que la lettre qui lui correspond dans
For example, I’ll locate the letter M,
la roue interne, c'est le F.
and see that the corresponding letter on the inner wheel is F.
Donc la première lettre du message chiffré sera le F.
So the first letter of the ciphertext will be F.
Le U de musique, roue externe, est associé au N sur la roue interne,
The U in "music" (on the outer wheel) corresponds to N on the inner wheel,
donc la deuxième lettre du chiffré, ce sera le N, etc.
so the second letter of the ciphertext will be N, and so on.
Le cryptanalyste, lui, va dire: bon,
A cryptanalyst would say, "Well,"},{
combien il y a de possibilités pour un chiffre de César?
how many possibilities are there for a Caesar cipher?
Eh bien, je peux décaler de 1, de 2, de 3 ou de 26.
Well, I can shift by 1, by 2, by 3, or by 26.
Si je décale de 27, ça revient à décaler de 1, c'est faire un tour complet.
If I shift by 27, it’s the same as shifting by 1 — that’s one full rotation.
Et redécaler de 1.
Then shift again by 1.
Donc au total, il y a 26 décalages possibles.
So overall, there are 26 possible shifts.
Donc 26 possibilités.
That is, 26 possibilities.
Notre ordinateur, qui peut tester un million de possibilités par seconde,
Our computer, which can test one million possibilities per second,
va donc reconnaître le bon décalage en une fraction de seconde.
will therefore identify the correct shift in a fraction of a second.
C'est donc un mauvais chiffrement.
So this is a weak encryption method.
Ce chiffre de César, il appartient à une famille qui s'appelle les substitutions
This Caesar cipher belongs to a family called "monoalphabetic substitutions",
monoalphabétiques.
that is, monoalphabetic ciphers.
Les substitutions monoalphabétiques,
Monoalphabetic substitutions are ciphers
c'est les chiffrements où j'associe à une même lettre dans le clair
in which each letter in the plaintext
une même lettre dans le chiffré.
always maps to the same letter in the ciphertext.
Tous les M dans le clair seront par exemple représentés par le F dans le chiffré.
For instance, all M’s in the plaintext are represented by F in the ciphertext.
Tous les e dans le clair seront par exemple représentés par le z dans le chiffré.
All e’s in the plaintext, for example, are represented by z in the ciphertext.