Messages secrets

Introduction:

Dans ce projet, tu vas apprendre comment créer ton propre programme de chiffrement, pour pouvoir envoyer et recevoir des messages secrets avec un ami. Ce projet est en lien avec l’activité “Earth to Principa” (Entre Terre et Principia) qui se trouve page 16 du Carnet de Bord d’Espace.

Ressources en ligne

Ce projet utilise Python 3. Nous vous conseillons d’utiliser trinket pour écrire du Python en ligne. Ce projet contient les Trinkets suivants :

Il y a également un trinket qui contient une version finalisée du projet :

Ressources hors-ligne

Ce projet pourrait être complété hors-ligne si préférable.

Vous pouvez trouver une version finalisée du projet dans la section ‘Ressources du volontaire’, qui contient :

  • messages-finished/messages.py
  • messages-finished/friends.py

(Toutes les ressources ci-dessus sont également téléchargeables comme des fichiers .zip pour le projet et les volontaires.)

Objectifs pédagogiques

  • Itération (exécuter en boucle) pour une chaîne de caractères ;
  • La méthode find() ;
  • Modulo (opération) (%).

Ce projet couvre des élements des parcours suivants du Programme de Créativité Numérique Raspberry Pi :

Défis

  • Utilisation du Code de Caesar (Chiffrement par décalage) - pour chiffrer et déchiffrer des lettres et mots manuellement ;
  • Clés variables - permettre à l’utilisateur d’entrer une clé choisie ;
  • Chiffrer et déchiffrer des messages - Cryptage et décryptage de messages entiers ;
  • Calulatrice d’amitié - application d’itération d’un texte à une autre problèmatique.

Foire à questions

  • Quand on cherche avec la fonction find() ou if char in alphabet:, à noter que les requêtes sont sensible à la casse. Les enfants peuvent utiliser :

    pour transfomer l’entrée en miniscule avant de lancer la recherche.


Le Code de Caesar

Un chiffre (en cryptologie) est un type de code secret, où tu inverses des lettres pour que personne ne puisse lire ton message.

Tu vas utiliser une des formes de chiffrement les plus anciennes et les mieux connues au monde, le Code de Caesar (Caesar Cipher en anglais), qui fait référence à Jules Caesar.

Avant de commencer à coder, essayons d’utiliser le Code de Caesar pour cacher un mot.

  • Le fait de cacher un mot s’appelle le cryptage.

    Commençons par le cryptage de la lettre ‘a’. Pour ce faire, nous pouvons écrire l’alphabet dans un cercle, comme ci–après :

  • Pour transformer une lettre normale dans une lettre chiffrée, il te faut une clé secrète. Utilisons par exemple le chiffre 3 comme clé (mais tu peux utiliser n’importe lequel chiffre que tu veux).

    Pour chiffrer la lettre ‘a’, tout simplement tu bouges les lettres de 3 places dans le sens d’une montre, ce qui vous donnera la lettre ‘d’ :

  • Tu peux utiliser ce que tu as appris pour chiffrer un mot entier. Par exemple, ‘hello’ après chiffrement donne ‘khoor’. Essaie-le toi-même.
    • h + 3 = k
    • e + 3 = h
    • l + 3 = o
    • l + 3 = o
    • o + 3 = r
  • Revenir vers le texte d’origine s’appelle décryptage. Pour déchiffrer un mot, il suffit de soustraire la clé au lieu de l’ajouter :
    • k - 3 = h
    • h - 3 = e
    • o - 3 = l
    • o - 3 = l
    • r - 3 = o

Défi : Utilisation du Code de Caesar

Saurais-tu envoyer un mot secret à un ami ? Vous devez vous mettre d’accord à propos d’une clé secrète avant de commencer.

Vous pouvez même envoyer des phrase entières entre vous !


Crytpage de lettres

Écrivons un programme Python pour chiffrer un seul caractère.

  • Ouvre le modèle Trinket vierge pour Python : jumpto.cc/python-new.
  • Au lieu de dessiner l’alphabet dans un cercle, écrivons-le comme une variable alphabet.

  • Chaque lettre de l’alphabet à sa position, commençant par position 0. Donc la lettre ‘a’ est à la position 0 de l’alphabet, et ‘c’ est à la position 2.

  • Tu peux chercher une lettre à partir de ta variable alphabet en écrivant la position entre des paranthèses carrées.

    Tu peux supprimer les déclarations print une fois le code testé.

  • Ensuite, tu auras besoin de stocker la clé secrète dans une variable.

  • Puis demande à l’utilisateur de donner une seule lettre (ici considérée comme un caractère) à chiffrer.

  • Trouve la position du caractère.

  • Tu peux tester la position stockée en l’imprimant à l’écran. Par exemple, que le caractère ‘e’ se trouve à la position 4 dans l’alphabet.

  • Pour chiffre le caractère, tu devrais ajouter la clé à la position.

  • Teste ton nouveau code. Puisque ta key est 3, ça devrait ajouter 3 à la position et le stocker dans une variable newPosition.
  • Que se passe-t-il si tu essaies de chiffrer la lettre ‘y’ ?

    Tu peux remarquer comme la newPosition est d’une valeur 27, mais il n’y a pas 27 lettres dans l’alphabet !
  • Tu peux utiliser un symbole % pour diren à la nouvelle position de retourner à 0 après la position 26.

  • Enfin, tu veux imprimer la lettre à la nouvelle position.

    Par exemple, ajoutant la clé à la lettre ‘e’ nous donne 7, et la lettre à position 7 de l’alphabet est ‘h’.

  • Teste ton code. Tu peux aussi enlever certains des déclarations “print” en imprimant seulement le nouveau caractère à la fin.


Défi : Clés variables

Modifie ton script, pour que l’utilisateur puisse entrer leur propre clé à utiliser. Tu auras besoin de prendre l’information de l’utilisateur en entrée, puis la stocker dans la variable key variable.

Pense à utiliser la fonction int() pour convertir l’entrée dans un nombre complet.

Tu peux par la suite utiliser une clé negative pour décrypter les messages !


Chiffre des messages en entier

Au lieu de simplement chiffrer et déchiffrer des messages une lettre à la fois, changeons le programme pour chiffrer des messages en entier !

  • D’abord, vérifie que ton code ressemble à ce qui suit :

  • Créer une variable pour stocker le nouveau message chiffré.

  • Change ton code pour stocker le message de l’utilisateur et pas uniquement un seul caractère.

  • Ajoute une boucle for à ton code, et décale le reste du code pour que ça soit répèté pour chaque caractère dans le message.

  • Teste ton code. Tu devrais voir que chaque caractère dans le message sera chiffré et imprimé à l’écran l’un après l’autre.

  • Ajoutons chaque caractère chiffré dans la variable newMessage.

  • Tu peux afficher (print) la variable newMessage en cours de chiffrement.

  • Si tu supprimes les espaces avant la déclaration print, le message crypté ne sera affiché qu’une fois à la fin. Tu pourrais également supprimer le code pour afficher les positions des caractères.


Plus de caractères

Quelques caractères ne sont pas dans l’alphabet, ce qui donne une erreur.

  • Teste ton code avec quelques caractères qui ne sont pas dans l’alphabet. Par exemple, tu pourrais utiliser le message hi there!!.

    Remarque que les caractères espace et ! sont tous chiffrés comme la lettre ‘c’ !

  • Afin de régler cette anomalie, tu dois seulement traduire le caractère s’il se trouve dans l’alphabet. Pour faire cela, ajoute une déclaration if dans ton code, et décale le reste de ton code.

  • Teste ton code avec le même message. Que se passe-t-il cette fois-ci ?

    Maintenant, ton code ignore tout caractère qui ne figure pas dans l’alphabet.

  • Ça serait mieux si ton code ne chiffrerait pas des choses qui ne sont pas dans l’alphabet, mais laissera le caractère d’origine.

    Ajoute une déclaration else dans ton code, qui ajoute simplement le caractère original au message chiffré.

  • Teste ton code. Tu devrais voir que tout caractère se trouvant dans l’alphabet est chiffré, mais touts les autres caractères sont laissés tels quels !


Défi : Chiffrer et déchiffrer des messages

Chiffrer quelques messages, et donne-les à un ami avec la clé secrète. Vois s’ils peuvent déchiffrer les messages grâce à leur programme !

Tu pourrais aussi dupliquer le projet et créer séparément un programme qui déchiffre les messages.


Défi : Calulatrice d’amitié

Écris un programme qui montre la compatibilité entre deux personnes, en calculant un quotient d’amitié.

Le programme devrait boucler à travers l’ensemble des caractères des 2 noms, et ajouter des points dans une variable score chaque fois qu’on trouve certaines lettres.

Tu devrais décider des règles pour accorder des points. Par exemple, tu pourrais accorder des points pour des voyelles, ou des caractères qui sont trouvés dans le mot “friend”:

Tu pourrais aussi donner l’utilisateur un message personnalisé, en fonction de leur score :

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