| Thème : Types de bases |
|---|
| 18 | Cryptage et décryptage d'un message |
|---|
Approfondissement : application au cryptage d'un message⚓︎
📘 Cryptage
Transformation d'un message en clair en un message codé compréhensible seulement par qui dispose du code
L'informatique permet d'automatiser le procédé de crytpage et décryptage d'un message, dans ce notebbok vous allez simuler le fonctionnement d'un logiciel de mail qui crypte/décrypte les messages.
Deux personnes 'Alice' et 'Bob' vont utiliser ce procédé pour communiquer.
010011010111101001101001011110010111101001110101001011010111000101101010011100000110111000100000111000000010000001100111001001110111011001101001011000100110011101111010001000000111100101111010001000000110011101110110001000000110110101110000011110100010000001101101011010100111010001110110011001110111101000100000011110100110111100100000011110010111101000100000011001110111011000100000011011010111000001111010001000000111100101111010001000000101011101101010011100000110110101100010011010100110001001101001011110100010000011100000001000000110100001100100011110010110010000100000011010110110010001100111011110100010000000100001
Principe de fonctionnement.⚓︎
Le texte en clair sera : - chiffré par Alice en utilisant le code de césar, c'est un chiffrement par décalage des lettres. Le texte chiffré s'obtient en remplaçant chaque lettre du texte clair original par une lettre à distance fixe, toujours du même côté, dans l'ordre de l'alphabet. Pour les dernières lettres (dans le cas d'un décalage à droite), on reprend au début. Par exemple avec un décalage de 3 vers la droite, A est remplacé par D, B devient E, et ainsi jusqu'à W qui devient Z, puis X devient A etc... - chaque caractère sera ensuite converti en binaire sur un octet (8 bits).
C'est ce message binaire qui sera envoyé à Bob qui devra le décoder, Bob connaît la clé qu'Alice à utilisé pour son chiffrement.
Chiffrement de césar.⚓︎
Wikipédia : Chiffrement de César
Fonction ord :
Renvoie le nombre entier représentant le code Unicode du caractère représenté par la chaîne donnée. Par exemple, ord('a') renvoie le nombre entier 97 et ord('€') (symbole Euro) renvoie 8364. Il s'agit de l'inverse de chr().
Fonction chr()
Renvoie la chaîne représentant un caractère dont le code de caractère Unicode est le nombre entier i. Par exemple, chr(97) renvoie la chaîne de caractères 'a', tandis que chr(8364) renvoie '€'. Il s'agit de l'inverse de ord().
L'intervalle valide pour cet argument est de 0 à 1114111 (0x10FFFF en base 16). Une exception ValueError sera levée si i est en dehors de l'intervalle.
Fonction % 26
Renvoie le reste de la division entière par 26. Par exemple : 67 % 26 donne 15
Fonction .split()
La méthode split() divise une chaîne selon le séparateur spécifié et renvoie une liste de chaînes.
str = "Bonjour a tous" res = str.split() print(res) ['Bonjour','a','tous']
Les codes UTF-8 et ASCII sont identiques, ainsi pour vous aider voici un lien vers une table ASCII
def chiffrement_caractere(carac,cle):
"""
Chiffre un caractère par la méthode de césar , les lettres a..z et A..Z sont décalées par la méthode de césar
les autres caractères ne sont pas modifiés (accents, tiret ...)
Entrées :
carac (str) un caratère
cle (int) la clé de codage (classiquement entre 0 et 25)
Sortie :
(str) Le caratère décalé par la méthode de césar
"""
if 65<= ord(carac) <=90:
# Votre code ici
elif 97 <= ord(carac) <= 122:
# Votre code ici
else :
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert chiffrement_caractere('A',3) == 'D'
assert chiffrement_caractere('T',5) == 'Y'
assert chiffrement_caractere('w',7) == 'd'
# Gestion accent ...
assert chiffrement_caractere('é',10) == 'é'
assert chiffrement_caractere('ç',15) == 'ç'
def chiffrement_mot(mot,cle):
"""
Chiffre un mot (chaîne de caractères sans espace) par la méthode de césar
Entrées :
mot (str)
cle (int) la clé de codage
Sortie :
(str) Le mot décalé par la méthode de césar
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert chiffrement_mot('Bonjour',7) == 'Ivuqvby'
assert chiffrement_mot('Décodage',16) == 'Tésetqwu'
assert chiffrement_mot('Bonjour',33) == 'Ivuqvby'
assert chiffrement_mot('Anticonstitutionnellement',4) == 'Erxmgsrwxmxyxmsrrippiqirx'
def decoupage(texte):
"""
Découpe un texte suivant ses espaces
Entrée : texte (str)
Sortie : (lst) une liste de str constitué des mots du texte
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert decoupage('Ceci est un test.') == ['Ceci', 'est', 'un', 'test.']
assert decoupage(' Un texte avec des espaces !!') == ['Un', 'texte', 'avec', 'des', 'espaces', '!!']
def cesar(texte,cle):
"""
Chiffre un texte par la méthode de césar. Le texte ne commence, ni ne se termine par des espaces.
Entrées :
texte (str)
cle (int) la clé de codage
Sortie :
(str) Le texte décalé par la méthode de césar
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert cesar('Bonjour',7) == 'Ivuqvby'
assert cesar("WIKIPEDIA ENCYCLOPEDIE LIBRE",9) == 'FRTRYNMRJ NWLHLUXYNMRN URKAN'
assert cesar("Le texte chiffré s'obtient en remplaçant chaque lettre du texte clair original par une lettre à distance fixe.",11) == "Wp epiep nstqqcé d'zmetpye py cpxawlçlye nslbfp wpeecp of epiep nwltc zctrtylw alc fyp wpeecp à otdelynp qtip."
Conversion en binaire⚓︎
Compléter les fonction de conversion entre base 2 et base 10.
- Soit vous essayez de faire le programme sans utiliser de fonction intégrée à python (A privilègier pour travailler la programmation et la compréhension du processus)
- Soit vous utiliser une méthode existante dans python :
Dans ce cas ne pas tester avec le assert
>>> format(138,'08b') '10001010' >>> format(103,'08b') '01100111'
def dec_vers_bin(nombre):
"""
Convertir un nombre entier naturel vers la base 2 sans passer par les fonctions pré-éxistantes.
Entrées :
nombre (int) : entier naturel
Sortie :
(str) Le nombre écrit en base 2
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
from random import randint
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert dec_vers_bin(1) == '1'
assert dec_vers_bin(2) == '10'
assert dec_vers_bin(1) == '1'
assert dec_vers_bin(17) == '10001'
# test aléatoire
nbe = randint(3,1000)
assert dec_vers_bin(nbe) == bin(nbe)[2:]
def bin_vers_dec(binaire):
"""
Convertir un nombre binaire vers la base 10 sans passer par les fonctions pré-éxistantes.
Entrées :
binaire (str) : un nombre binaire
Sortie :
(int) Le nombre écrit en base 10
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert ( bin_vers_dec('1111011') == 123 )
assert ( bin_vers_dec('101111011') == int('0b101111011',2) )
assert ( bin_vers_dec('1001101') == int('0b1001101',2) )
# test aléatoire
nbe = randint(30,1000)
binaire = bin(nbe)[2:]
assert bin_vers_dec(binaire) == nbe
Codage et décodage du message⚓︎
Rappels :
Fonction ord :
Renvoie le nombre entier représentant le code Unicode du caractère représenté par la chaîne donnée. Par exemple, ord('a') renvoie le nombre entier 97 et ord('€') (symbole Euro) renvoie 8364. Il s'agit de l'inverse de chr().
Fonction chr()
Renvoie la chaîne représentant un caractère dont le code de caractère Unicode est le nombre entier i. Par exemple, chr(97) renvoie la chaîne de caractères 'a', tandis que chr(8364) renvoie '€'. Il s'agit de l'inverse de ord().L'intervalle valide pour cet argument est de 0 à 1114111 (0x10FFFF en base 16). Une exception ValueError sera levée si i est en dehors de l'intervalle.
Pour chaque caractère codé par la méthode de César, on trouve son code UTF-8 puis on le converti en binaire sur 8 bits.
def codage_message(texte,cle):
"""
Chiffre un texte par la méthode de césar puis code les caractères en binaire en utilisant leur code UTF-8
Le texte ne commence, ni ne se termine par des espaces.
Entrées :
texte (str)
cle (int) la clé de codage
Sortie :
(str) Le texte codé
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert codage_message('Coucou le monde',5) == '010010000111010001111010011010000111010001111010001000000111000101101010001000000111001001110100011100110110100101101010'
assert codage_message('César',10) == '0100110111101001011000110110101101100010'
def decodage_message(binaire,cle):
"""
Déchiffre un message binaire codé avec la méthode du notebook
Le texte ne commence, ni ne se termine par des espaces.
Entrées :
binaire (str)
cle (int) la clé de décodage
Sortie :
(str) Le texte décodé
"""
# Votre code ici
return # Votre code ici
# Tests, si pas d'erreurs continuez.
assert decodage_message('010010000111010001111010011010000111010001111010001000000111000101101010001000000111001001110100011100110110100101101010',5) == 'Coucou le monde'
assert decodage_message('0100110111101001011000110110101101100010',10) == 'César'
# A vous de décoder le message d'Alice, à vous d'être malin pour décoder sans connaître la clé.
message_code = '0101011101100100011110100110100100100000011001010110101001110000111010010010110000100000011100010110101001110000011011100010000001110110011100010111101001110101001000000111100111101001011110000110101001111001111010010010000001100111011110100010000001101000011110100110111001101110011101100110001001111010001011000010000001110001011010100111000001101110001000001110101001101111011110100110111000100000011110010111101001101110001000000111100001100011011101100110100001101011011001000110101001101001011011100010111000100000010001110111011000100000010110000100010001010110001000000111000101101010011100000110111000100000011101100110111101101111011110100110100101111001001000000010000100100001'
# Votre code ici