Enigma : un bijou de cryptographie

La cryptographie est une science du secret fondée sur le chiffrement : les racines du mot viennent du grec ancien, kruptos (κρυπτός) signifiant « caché » et graphein (γράφειν) signifiant « écrire ». Son objectif est de rendre un message difficile à comprendre pour quiconque ne dispose pas de la clé permettant de le déchiffrer, afin de protéger des informations sensibles. Si son usage s’est considérablement modernisé pour devenir une science à part entière, la cryptographie est toutefois ancienne. Elle est employée depuis l’Antiquité, dont on retient par exemple le fameux « chiffre de César » fonctionnant selon le principe de décalage des lettres.

Cet art se révèle un outil particulièrement précieux pour les armées en temps de guerre. La cryptographie connaît de fait un essor considérable au cours de tout le XXe siècle en raison de la naissance et du développement rapide des technologies électroniques et informatiques, renforçant ainsi son rôle dans le renseignement militaire et les communications secrètes.

Elle se voit cependant transformée bien avant l’âge de l’ordinateur : la Grande Guerre, conflit à l’échelle internationale sans précédent, est le vecteur de nombreuses innovations industrielles et scientifiques. Les armées emploient des outils tels que le téléphone ou le télégraphe, rendant nécessaire le chiffrement des communications en cas d’interception ennemie. L’importance croissante des messages codés durant le conflit montre à quel point il devient essentiel pour les puissances militaires mondiales de maîtriser ce nouvel arsenal.

C’est le 23 février 1918, durant la Grande Guerre, que la machine Enigma est brevetée par l’ingénieur allemand Arthur Scherbius. Cet appareil est une machine électromécanique, semblable à une machine à écrire avec un clavier alphabétique. D’autres lettres figurent sur la partie supérieure du boîtier — il s’agit en fait de voyants lumineux — et le mécanisme de chiffrement des messages repose sur des rotors, au nombre de trois dans les premières versions militaires, installés sous le capot.

Scherbius fonde une société afin de la commercialiser. La première version produite et vendue dès 1923, Enigma-A, est un échec en raison de son coût élevé. D’autres versions sont par la suite développées, dont l’Enigma-D qui rencontre un certain succès et contribue à la diffusion de la machine auprès de divers utilisateurs, notamment militaires. Dès la seconde moitié des années 1920, la machine intéresse toutes les armées, notamment en Allemagne. Une version militaire de la machine est produite au début des années 1930, et les forces armées allemandes l'adoptent progressivement comme outil de chiffrement pour leurs communications secrètes.

L’usage de la machine Enigma repose sur un renouvellement régulier des réglages de chiffrement attribués à chaque réseau de communication. Un opérateur utilise le clavier pour taper le message : lorsque l’on appuie sur une touche, cela envoie un courant électrique via le réseau de câbles, qui provoque à son tour une rotation des cylindres installés dans le corps de la machine, conduisant l’un des voyants lumineux à s’éclairer pour indiquer la lettre de substitution attribuée automatiquement. Un second opérateur prend alors cette lettre en note.

L’intérêt de ce mécanisme est qu’en raison du changement de position systématique des rotors, la lettre de substitution change au fil des frappes, renforçant ainsi la sécurité du code grâce à des millions de combinaisons possibles. La transmission du message s’effectue ensuite en morse. Il est réceptionné par un autre duo d’opérateurs muni d’une machine Enigma et de la même clé quotidienne de chiffrement.

Si la Grande Guerre a permis aux communications militaires d’intégrer l’ère de la modernité, elles se développent davantage durant la Seconde Guerre mondiale. L’usage de la machine Enigma par les forces armées allemandes tout au long du conflit en témoigne. En effet, les armées allemandes utilisent différentes versions d’Enigma pour leurs communications internes ainsi que pour certaines communications avec les forces alliées de l’Axe. En raison de son format aisément transportable, la machine a connu une production de masse : certaines sources estiment à près de 100 000 le nombre d’appareils fabriqués. Environ 300 d’entre eux ont pu être conservés à ce jour.

Ces machines Enigma sont très prisées par la Kriegsmarine pour chiffrer des messages stratégiques et des bulletins météo. Cependant, leur présence à bord des navires et sous-marins allemands constitue également une vulnérabilité : la capture d'une machine ou de ses documents de réglage peut fournir aux Alliés des informations précieuses. Le 9 mai 1941, la Royal Navy capture le sous-marin U-110, récupérant une machine Enigma et ses clés de chiffrement. Cela permet aux Alliés de décrypter des informations cruciales relatives aux patrouilles des sous-marins nazis, et ainsi de les contourner.

Suite à l’adoption de la machine Enigma par les armées allemandes au début des années 1930, les forces françaises, polonaises et britanniques s’intéressent à la machine dans l’espoir d’en comprendre le fonctionnement. Dès 1932, le capitaine Gustave Bertrand des services de renseignement français obtient par l’entremise de Hans-Thilo Schmidt, un employé du bureau du Chiffre de l'armée allemande et source du renseignement français, des documents concernant la machine électromécanique Enigma. En concertation avec l’Intelligence Service britannique, ils en déduisent qu’un code ainsi crypté mécaniquement est incassable.

Ils concluent par la suite un accord de collaboration avec le bureau du Chiffre polonais afin d’analyser les mécaniques d’Enigma. Les travaux de mathématiciens polonais menés par Marian Rejewski sont particulièrement décisifs. Grâce à la documentation et à des photographies fournies par le renseignement français, ils comprennent à partir de 1933 le fonctionnement de la machine allemande et tentent de le reproduire pour mieux le déjouer.

C’est à partir de 1938 que Rejewski et son équipe parviennent à développer ce qu’ils appellent des « bombes » : des appareils électromécaniques automatisant ce processus de décryptage pour contrecarrer l’efficacité redoutable des codes allemands, qui ne cessent de changer.

Lors d’une rencontre les 25 et 26 juillet 1939, dans la forêt de Pyry aux abords de Varsovie, les représentants du Chiffre polonais partagent ces travaux avec les services de renseignement français et britanniques : les Polonais remettent à la France et au Royaume-Uni des répliques d'Enigma ainsi que des informations détaillées sur leurs méthodes de décryptage. Il s’agit d’un échange crucial pour les Alliés, les Polonais étant à l’époque les seuls à avoir accompli un réel progrès dans le décryptage d’Enigma.

Ces recherches se révèlent indispensables aux services britanniques, qui installent dès 1939 à Bletchley Park, au nord-ouest de Londres, un centre dédié au décryptage des communications Enigma et Lorenz utilisées par les forces de l’Axe. C’est là qu’une équipe composée de mathématiciens, logiciens, linguistes ou encore cruciverbistes, menés par le mathématicien Alan Turing, entreprend de casser le code Enigma. Ce sont initialement des erreurs humaines de la part d’opérateurs allemands qui permettent aux cryptanalystes de déchiffrer des fragments de messages pour ensuite mettre au point des méthodes basées sur le langage et les mathématiques ; par exemple la technique consistant à chercher d’abord un « mot probable », appelé crib, afin de réduire le nombre de configurations possibles. Les travaux de Turing permettent de développer une machine de décodage automatique appelée la Bombe en référence aux découvertes de Rejewski sur lesquelles il s’appuie.

L’importance de cette entreprise de déchiffrement est cruciale durant la guerre. Les renseignements obtenus, classés sous le nom de code « Ultra », ont une importance considérable pour les opérations militaires alliées. De fait, ces travaux de décryptage permettent aux Alliés d’anticiper et d’éviter des attaques sur leurs convois grâce à une connaissance préalable des mouvements de sous-marins allemands dans l’Atlantique Nord, ainsi que de planifier leurs propres actions, par exemple en Afrique du Nord en 1942 et en Sicile l’année suivante.

Le cassage des codes Enigma joue donc un rôle central dans la guerre et contribue à l'avantage stratégique des Alliés. Les informations obtenues lors de la planification du débarquement de Normandie en juin 1944 s’avèrent décisives. Grâce au décryptage de communications nazies, les positions des divisions allemandes sont connues à l’avance et assurent aux Alliés un avantage considérable dans cette première étape de libération de la France.