Alan Turin et l’analyse différentielle mécanique

Alan Turing – Image reconstruire par intelligence artificielle © Wikipédia

Alors que le nazisme arrive au pouvoir, les renseignements allemands s’équipe de la machine de Scherbius et commence à être produite pour un usage plus fréquent. En 1926, le Buiro Szyfrów – Chiffre Polonais – , qui déchiffrait sans difficulté les messages allemands, se retrouve devant des messages impossibles à briser. Les tensions entre l’Allemagne et la Pologne augmentent de jour en jour et il devient impératif pour le pays voisin de pouvoir lire la correspondance allemande.

Contre-espionnage de l’entre-deux guerre

Hans-Thilo Schmidt est un bavarois ayant été démobilisé des armées allemandes suite au traité de Versailles. Ouvrant une fabrique de savon, il fait faillite lors de la grande dépression. Son frère, Rudolph, chef du chiffre allemand et responsable des transcriptions d’Enigma, lui trouve un poste à Berlin. Aigri de la défaite allemande et jaloux de son frère, Hans-Thilo voit rapidement comment Enigma peut donner l’avantage à l’Allemagne alors qu’il n’a en sa possession qu’une version commerciale de la machine. Il décide alors de vendre des informations secrètes aux puissances étrangères.

Le 8 novembre 1931, Hans-Thilo se rendit en Belgique pour rencontrer un agent français, au nom de code Rex. Il lui remit deux photographies, lesquelles décrivaient comment utiliser Enigma et même s’ils ne contenaient pas les détails précis de chaque rotor de la machine, ils étaient suffisant pour les déduire et construire une réplique de la machine. L’agent français communiqua les documents au Buiro Szyfrów qui s’occupa du déchiffrement d’Enigma.

Depuis 1918, le Chiffre polonais engagea des mathématiciens de l’université de Poznan. C’est l’un d’entre eux qui s’attaqua aux messages d’Enigma. Marian Adam Rejewski s’attelle à la cryptanalyse de la machine. Sur la base que les messages commençaient par la répétition du message clef en début de message (Voir Le chiffre Nazi), il inventa le cyclomètre. Chaque jour, Rejewski se retrouve avec des dizaines de messages dans les 6 premières lettres contenaient la répétition de 3 mêmes lettres.

Exemple de message et relation entre les 1re et 4e lettres

Lorsque l’on regarde les première et quatrième lettres de chaque message, on sait qu’ils chiffrent la même lettre d’origine. Un premier tableau de relation mets en évidence cette relation, et avec assez de message il peut être compléter.

Rejewski se pencha plus avant sur ces tableaux et pu en extraire des chaînes de lettres.

Chaînes pour les relations entre la première et la quatrième lettres
3 liens : A → F → W → A
9 liens : B → Q → Z → K → V → E → L → R → I → B
7 liens : C → H → G → O → Y → D → P → C
7 liens : J → M → X → S → T → N → U → J

Le cryptanalyste comprit rapidement que ces chaînes n’étaient pas influencées par le réglage du brouilleur. Elles étaient fixes selon l’ordre des rotors. Ainsi, Rejewski entreprit d’établir un répertoire, listant toutes les clés d’Enigma. Cela lui pris plus d’un an pour cataloguer toutes les combinaisons.

Crypatanalyse mécanique

Dès 1934, alors que le chiffre allemand durcissait les transmissions. Rejeswki dû reprendre ses analyses et construisit son Cyclomètre, permettant de définir les chaînes de lettres plus efficacement.

Reproduction du Cyclomètre par Hal Evans – University of Cambridge © ZDNET

Puis il confectionna la première Bombe, reprenant le principe du cyclomètre pour déduire automatiquement la position des rotors selon les 6 ordres en même temps. C’est ainsi qu’une machine combattit une autre machine. Rejeswki venait de démontrer qu’Enigma n’était pas invulnérable, mais les mesures allemandes mis au défi le Buiro Szyfrów. Avec les deux rotors supplémentaires le nombre de positionnement passait de 6 à 60. De plus, Hitler veut envahir la Pologne rapidement.

Le 30 juin 1939, une invitation du Chiffre polonais fut envoyé aux français et aux britanniques. Le 24 juillet, les Buiro Szyfrów dévoila les Bombes conçues par Rejeswki et apprirent que le chiffre Enigma étaient brisable. Le bureau offrit des machines Enigma aux alliés et les plans pour construire les Bombes. Le 19 août, une des machines Enigma traversa la manche. Elle arriva dans les valises de l’auteur dramatique Sacha Guitry et de son épouse et actrice Yvonne Printemps. Le 1er septembre, deux semaines après, Hitler envahissait la Pologne.

Alan Turing à Bletchley Park

A l’automne 1939, les britanniques se familiarisèrent avec Enigma et les méthodes polonaises. C’est le 4 septembre 1939, jour de l’entrée en guerre des britanniques, qu’Alan Turing, rejoignit Bletchley Park. En étudiant les vieux messages, il découvrit que chaque matin, les allemands envoyaient un message météo. Ces messages comportaient presque sûrement le mot Wetter, signifiant temps en allemand. On appelle cette méthode des mots probables des cribs.

Dans un exemple concret, si l'on suppose que Wetter est chiffré en ETJWPX alors la méthode de Rejewski permet d'établir la chaîne wE, eT, tW pour les positions S, S+1 et S+3
Le S+2, même s'il peut être utilisé pour construire la séquence, S+3 permet quand à lui de bouclé sur le w de départ.
Correspondance des cribs

Sur ce principe qu’Alan Turing conçu une machine testant les combinaisons S, S+1 et S+3 pour un positionnement de rotor.

Le premier prototype de bombe arriva le 14 mars 1940 et fut baptisé Victoire. Elle fut plus lente que prévue car elle mettait près d’une semaine pour trouver une clef. Le 10 mai, la bombe Agnus Dei, surnommé Agnès, répondit enfin aux attentes des cryptanalystes.

Bombe britannique © Wikipédia

Durant les huit mois qui suivirent, quinze nouvelles bombes furent misent en service. Chacun ayant le bruit d’un million d’aiguille à tricoter. La difficulté vient à présent de définit les mots probables.

Exemple de mots probables dans deux positions différentes

Comme nous l’avons vous dans l’article précédent, une lettre ne peut être chiffrée en elle-même. Un e ne peut donc pas être chiffré E. Ainsi le premier alignement est impossible. De la même façon, un décalage vers la gauche alignerait le premier s de sechs avec S. C’est le décalage à droite qui n’offre aucune correspondance de lettre.

Les Bombes contre la Kriegsmarine

Dès 1941, la marine allemande décide de renforcé le chiffre Enigma. En effet, le réflecteur lui-même peut être pivoté alors qu’il est fixe dans les versions terrestres. Les Bombes de Bletchley tournaient chaque jour et ne donnait la clef que trop tard. Chaque nuit, il fallait tout relancer avec les nouveaux messages qui arrivaient.

L’Enigma de la Kriegsmarine semblait imprenable, jusqu’au jour où les Bombes purent déchiffrer les clef à temps. A ce moment, l’Amirauté britannique laissèrent certains bâtiments sombrés alors qu’elle savait être des cibles. Ce subterfuge permit de sauver des navires nécessaires en sacrifiant d’autres de moindre importance. La marine allemande n’y vit que du feu, jusqu’à la fin de la guerre.

Mon sentiment personnel est que la guerre, au lieu de s’achever en 1945, se serait poursuivit jusqu’en 1948 si la GC&CS n’avait pas été capable de lire les chiffres d’Enigma et de procurer les renseignements d’Ultra.

Sir Francis Harry Hinsley, Vice Chancelier de l’Université de Cambridge & Cryptanalyste de Bletchley Parck – Auteur de Its Influence on Strategy and Operations en 4 volumes, 1979 à 1990

Cela sauva des vies. Pas seulement les vies russes ou des Alliés, mais aussi des vies allemandes, italiennes et japonaises. Un certain nombre de personnes vivantes après la Seconde Guerre mondiale ne l’auraient pas été sans cette résolution. Voilà la dette que le monde a envers les briseurs de codes : c’est la récompense en valeur humaine de leurs triomphes.

David Kahn, historien militaire et journaliste américain – Auteur de The Codebreakers – The story of Secret Writting, 1967

Ces héros anonymes

Après la guerre, la réussite du décryptage d’Enigma resta secret pendant un long moment. Tenu au secret, Alan Turing fut montrer du doigt comme un planqué durant la Second Guerre mondiale, et lors d’un cambriolage de mon appartement, il révéla son homosexualité et du purger une peine de prison. Suivant un traitement pour soigner son orientation sexuelle, il ne fut plus que l’ombre de lui même et décida de se donner la mort par empoisonnement, d’une pomme baignée dans du cyanure, comme dans la chanson de Blanche Neige et les sept nains qu’il apprécie tant. A 42 ans, le 7 juin 1954, le plus grand cerveau de son siècle mourut sans que personne n’apprenne son succès qui avait accélérer la victoire des Alliés durant la guerre.

La transition vers le numérique.

Les bombes devinrent les premières machines analytiques opérationnelles que Charles Babbage rêvait. Les ordinateurs en héritent directement malgré l’unicité de traitement des machines. La linguistique a laissé la place aux mathématiques et les informaticiens sont les nouveaux déchiffreurs.

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