Chiffre Solitaire (Schneier)

Le chiffrement Solitaire de Bruce Schneier est un chiffre poly-alphabétique dont la clé de chiffrement est générée avec un jeu de cartes.

Pour coder un message avec Solitaire, le jeu de cartes est utilisé pour générer une séquence de nombres qui va être utilisé comme clé produire un message chiffré.

Etape 1 : Associer à chaque caractère du message un nombre comme A=1,B=2,…Z=26 (code A1Z26)

Etape 2 : Générer un code en mélangeant le jeu de carte d'après l'algorithme de solitaire (voir ci après)

Etape 3 : Ajouter deux à deux les nombres des étapes 1 et 2. Si le total obtenu est supérieur à $ 26 $, lui soustraire $ 26 $.

Etape 4 : Remplacer chaque nombre par la lettre lui correspondant (opération inverse de l'étape 1), 1=A,2=B,…26=Z. Les lettres obtenues correspondent au message chiffré.

Le déchiffrement nécessite de connaitre l'ordre exact du jeu de cartes utilisé lors du chiffrement.

Le déchiffrement est identique au chiffrement, sauf pour l'étape 3 où il ne faut pas ajouter mais soustraire à chaque nombre celui généré par le jeu de cartes. Si le nombre obtenu est inférieur à $ 1 $, lui rajouter $ 26 $.

Bruce Schneier décrit un paquet de carte non mélangé avec les nombres suivants :

(Trèfle) As,2,3,…,10,V,D,R valant 1,2,3,…10,11,12,13

(Carreau) As,2,3,…,10,V,D,R valant 14,15,16,…23,24,25,26

(Coeur) As,2,3,…,10,V,D,R valant 27,28,29,…36,37,38,39

(Pique) As,2,3,…,10,V,D,R valant 40,41,42,…49,50,51,52

Joker A, Joker B valant respectivement A ou 53, B ou 53 (aussi et non 54)

La génération des codes est la partie la plus compliquée du code Solitaire, elle implique un mélange précis.

Etape 1 : Déplacer le joker A d'une carte en dessous dans la pile (ce qui revient à échanger le joker A avec la carte immédiatement en dessous). Si ce n'est pas possible, ie. si le joker A est au fond de la pile (il n'a donc pas de carte en dessous), alors le déplacer préalablement au dessus de la pile et appliquer l'étape 1 (il deviendra donc la seconde carte de la pile).

Etape 2 : Déplacer le joker B de 2 cartes en dessous dans la pile. Là encore si ce n'est pas possible, si le joker B est au fond de la pile, alors de déplacer en position 3 (il aura 2 cartes au dessus de lui) ou si le joker B est en avant dernière position, alors le déplacer en position 2 (une carte au dessus de lui). Celà revient à considérer que le jeu de carte fait une boucle sur lui-même.

Etape 3 : Faire une triple coupe au niveau des jokers (les jokers et toutes les cartes entre eux ne bougent pas mais les groupes de cartes avant et après s'échangent, même si un groupe est vide)

Etape 4 : Couper après la Nième carte où N est le numéro correspondant à la carte du dessous de la pile, tout en laissant la dernière carte à sa place. Si la dernière carte est un joker, ne rien changer à cette étape.

Etape 5 : Noter le numéro X de la carte en position N+1 où N est est le numéro correspondant à la carte du dessus de la pile (qui est en position 1). X est le code généré (le jeu n'est pas mélangé à cette étape).

Répéter les étapes 1 à 5 pour obtenir le code suivant.

Un message codé par Solitaire a un indice de coincidence proche de l'aléatoire.

Toutes références à des jeux de cartes, au bridge, au jeu du Solitaire, ou Freecell ou encore au livre Cryptonomicon et son auteur Bruce Schneier sont des indices.

Le mot pontifex est utilisé comme nom de code dans le roman.

Le jeu de carte pourrait être codé en nombres de n'importe quelle autre manière à condition que l'émetteur et le récepteur s'entendent sur la méthode.

La position originale du jeu de carte est meilleure si elle est parfaitement aléatoire, mais il est possible d'en générer une à partir d'un mot clé. Bruce Schneier décrit une méthode de mélange du jeu de carte basée sur un mot clé en le codant comme à l'étape 1 du chiffrement. Ensuite, il recommande de pratiquer un mélange du jeu de carte identique à l'algorithme du solitaire mais en remplaçant l'étape 5 par une nouvelle étape 4 où la coupe est en position M avec M le code d'une lettre du mot clé. Répéter ainsi toutes les étapes pour chaque lettre.

Optionnellement, les 2 dernières lettres du mot clé (leurs codes $ c1 $ et $ c2 $) peuvent être utilisées pour déplacer les jokers respectivement après la carte en position $ c1 $ pour le joker A et après la carte en position $ c2 $ pour le joker B.

Neal Stephenson décrit l'algorithme du Solitaire dans Cryptonomicon, un roman de science-fiction paru en 1999. L'algorithme a été créé par Bruce Schneier, consultant en cryptographie pour ce livre.