Chaocipher

Le Chaocipher est un chiffre poly-alphabétique mécanique inventé par John F. Byrne en 1918, qui prétendait avoir conçu un dispositif incassable tenant dans une simple boîte à cigares. Il a publié plusieurs défis publics dans les années 1920-30 (livre Silent Years, 1953), proposant une récompense à qui casserait son chiffre — personne n’y est parvenu de son vivant.

L’algorithme exact est resté secret pendant 90 ans. Ce n’est qu’en 2010, après la mort de Byrne et de sa femme, que la famille a transmis les archives complètes (cahiers, prototypes, textes en clair des défis) à la Marshall Library of Diplomacy de Lexington, Virginie. La cryptanalyse moderne a alors pu reconstituer le mécanisme.

Principe

Les deux disques

Le Chaocipher repose sur deux alphabets circulaires placés l’un au-dessus de l’autre, qu’on appelle conventionnellement left (clair) et right (chiffré). Chacun contient les 26 lettres dans un ordre secret (la clé).

Pour chiffrer une lettre :

1. Trouver la lettre du clair dans le disque left — sa position fournit la lettre chiffrée sur le disque right à la même position.
2. Permuter le disque left : faire tourner le disque pour amener la lettre chiffrée en position 1, puis échanger la lettre en position 14 et celle en position 15 (insertion centrée).
3. Permuter le disque right : rotation pour amener la lettre claire en position 2, puis échanger les positions 13 et 14.

Chaque caractère modifie les deux disques — d’où le nom chao-cipher : chaos contrôlé entre chaque opération.

Pourquoi c’est puissant

• Les deux disques changent à chaque caractère, donc deux lettres identiques du clair ne se chiffrent pas pareil.
• L’évolution est déterministe et réversible : avec l’état initial des deux disques, on retrouve tout.
• L’espace de clés est 26! × 26! ≈ 1,6 × 10⁵³ → astronomiquement grand.

Pourquoi Byrne a gardé le secret

Byrne pensait — peut-être à raison — que la simplicité mécanique de sa machine était son atout commercial principal. Il a tenté de la vendre à l’armée américaine, à l’AT&T, au State Department : tous ont refusé, malgré l’apparente résistance, parce que ses démonstrations étaient mal présentées et qu’il refusait de divulguer le moindre détail interne avant signature.

Il a alors choisi de publier les défis dans son autobiographie Silent Years (1953), espérant que la communauté académique romprait son silence. Aucune réponse — partiellement parce que ses textes-défis étaient trop courts (200-300 caractères) pour qu’une analyse statistique aboutisse.

Cassage moderne

En 2010, après réception des archives Byrne, Moshe Rubin a publié une cryptanalyse complète. La méthode :

1. Reconstituer les deux alphabets initiaux par attaque par mots probables (cribs sur les défis).
2. Vérifier que les permutations dynamiques mènent bien aux ciphertexts publiés.
3. Casser les défis restants en quelques heures de calcul.

Conclusion : le Chaocipher est résistant aux attaques sans crib, mais vulnérable aux attaques par crib + ordinateur. Byrne avait raison sur les outils de son époque, faux sur les outils modernes.

Héritage

• Réplique du dispositif — la communauté de crypto-historiens a reconstruit plusieurs prototypes en bois et en plastique imprimé 3D pour démonstration.
• Inspiration littéraire — Byrne réapparaît dans plusieurs romans d’espionnage (par exemple The Decipher de Jonathan Holt) comme prototype du « génie maverick » de la cryptographie amateur.
• Pédagogie — Chaocipher est devenu un exemple-test pour les étudiants de cryptanalyse, illustrant la difficulté de casser un chiffre dont l’algorithme est inconnu.

Dans CipherChronicle

Le Chaocipher illustre la valeur stratégique du secret de l’algorithme — ce que Kerckhoffs (1883) considérait pourtant comme une mauvaise pratique. Les grilles associées peuvent rejouer un défi historique de Byrne, en fournissant deux alphabets initiaux et un crib partiel, pour faire vivre l’expérience d’une attaque par mots probables.