Cheat sheet — Cryptographie classique (César, Vigenère, XOR, analyse de fréquence)

Chiffre de César

Substitution simple : chaque lettre est décalée d’un nombre fixe de positions. Avec un décalage de 3, A → D, HELLO → KHOOR.

def caesar_cipher(message, shift):
    out = ""
    for char in message:
        if char.isalpha():
            offset = 65 if char.isupper() else 97
            out += chr((ord(char) - offset + shift) % 26 + offset)
        else:
            out += char
    return out

encrypted = caesar_cipher("HELLO", 3)      # KHOOR
decrypted = caesar_cipher(encrypted, -3)   # HELLO

Faiblesse : 26 décalages possibles seulement → force brute immédiate.

for shift in range(26):
    print(f"Décalage {shift}: {caesar_cipher('KHOOR', -shift)}")

Chiffre de Vigenère

Substitution polyalphabétique : une clé répétée donne le décalage de chaque lettre (A=0, B=1, …). Bien plus résistant que César tant que la clé est longue et sans motif.

Message HELLO, clé KEY répétée en KEYKE :

Clair	H	E	L	L	O
Clé	K (+10)	E (+4)	Y (+24)	K (+10)	E (+4)
Chiffré	R	I	J	V	S

Déchiffrement : même procédé avec le décalage inverse.

Chiffrement XOR

Chaque bit du clair est XORé avec un bit de clé. Opération symétrique : l’appliquer deux fois avec la même clé redonne le clair.

def xor_cipher(message, key):
    return "".join(chr(ord(c) ^ ord(key[i % len(key)])) for i, c in enumerate(message))

enc = xor_cipher("HELLO", "KEY")
dec = xor_cipher(enc, "KEY")   # HELLO

Sûr uniquement si la clé est aussi longue que le message et jamais réutilisée (one-time pad). Une clé courte et répétée se casse par analyse de motifs.

Analyse de fréquence

Pour casser une substitution monoalphabétique : comparer la fréquence des lettres du chiffré avec celle de la langue cible.

Lettre	Français	Anglais
E	14.7 %	12.7 %
A	7.6 %	8.2 %
S	7.9 %	6.5 %
T	7.0 %	9.1 %
I	7.5 %	7.0 %
N	7.1 %	6.7 %

La lettre la plus fréquente du chiffré correspond probablement au E. L’écart donne le décalage : si S domine un texte anglais, S → E = décalage de 4, et LIPPS ASVPH → HELLO WORLD.

Limites : il faut un texte assez long, et la méthode échoue sur les chiffres polyalphabétiques (Vigenère), où une même lettre claire est chiffrée différemment selon sa position.