Grille tournante de chiffrement

Une grille tournante de chiffrement répartit les lettres d'un message à travers un masque ajouré. À chaque quart de tour, les fenêtres découvrent d'autres cases ; le texte devient une transposition que le même masque permet de défaire.

Ce que c’est

Une grille tournante est un masque percé de fenêtres qui impose un ordre de placement aux lettres d’un message. Elle se pose sur une feuille de même quadrillage, puis pivote pour découvrir d’autres emplacements. Le destinataire doit disposer du même dessin de fenêtres et connaître la position de départ, le sens des rotations et le parcours de lecture. L’identité des lettres reste inchangée : leur place dans le texte est modifiée. C’est un chiffrement par transposition.

Le masque et la feuille constituent un dispositif manuel léger. Le papier quadrillé peut servir à la fois de support d’écriture et de matière pour la grille. Une feuille plus ferme facilite les manipulations répétées, à condition de rester plane. La grille de Cardan répond à un autre usage : on écrit un message dans ses ouvertures, puis on complète les intervalles par un texte anodin qui en dissimule la présence. Avec la grille tournante, les positions successives servent à répartir le message dans un bloc de lettres.

Comment ça marche

Les fenêtres donnent accès aux seules cases à remplir.

On place le masque sur la feuille, son repère orienté vers le haut. On écrit dans les fenêtres de gauche à droite, en parcourant les lignes du haut vers le bas de la feuille. Après avoir rempli les cases visibles, on soulève le masque, on lui fait effectuer un quart de tour horaire et on le repose sur le même carré. La feuille reste immobile. On poursuit le message dans les nouvelles fenêtres, toujours selon les lignes de la feuille, sans suivre l’orientation du masque.

Une démonstration sur un carré de quatre cases de côté utilise quatre fenêtres. En comptant les lignes depuis le haut et les colonnes depuis la gauche, leurs positions initiales sont (1,1), (2,2), (2,4) et (4,2). Les quatre orientations découvrent chacune quatre cases distinctes ; ensemble, elles couvrent les seize cases sans recouvrement. Pour obtenir cette propriété, chaque fenêtre doit appartenir à un groupe différent de positions reliées par les quarts de tour. Deux fenêtres appartenant au même groupe feraient réapparaître des cases déjà écrites.

Avec cette grille, la suite BONJOURMONVOISIN devient BIOOUORNNSVINJMO quand on retire le masque et relève le carré ligne par ligne. Le destinataire inscrit cette suite dans un carré vide, ligne par ligne, puis lit seulement les fenêtres dans les mêmes orientations et le même ordre que l’expéditeur. Il retrouve exactement BONJOURMONVOISIN. Un message plus court peut recevoir des lettres de remplissage ; il faut alors convenir de la manière de reconnaître sa fin. Une erreur d’orientation suffit à bouleverser la restitution.

Comment faire

La matière entre les fenêtres maintient le masque d’un seul tenant.

Tracer sur une feuille de papier fort un carré divisé en quatre lignes et quatre colonnes, puis reproduire exactement ce quadrillage sur la feuille d’écriture. Choisir des cases assez larges pour écrire aisément une lettre. Découper les fenêtres aux positions (1,1), (2,2), (2,4) et (4,2), en gardant un bord de papier autour de chaque ouverture. Ces bordures empêchent les ouvertures de se rejoindre et maintiennent les parties centrales attachées. Conserver aussi une marge extérieure pour saisir le masque sans masquer les fenêtres.

Marquer le milieu du bord supérieur par un petit signe distinctif. Ce repère tourne avec le masque : il passe successivement en haut, à droite, en bas et à gauche. Il indique ainsi la position courante sans demander de retourner la pièce. Pour ouvrir les fenêtres, travailler sur une surface protégée, avec les doigts hors du trajet de la lame ; un adulte réalise les découpes pour les enfants. Le masque se déplace à la main, sans axe ni fixation.

Avant d’écrire un message, poser la grille sur une feuille d’essai et marquer les cases découvertes à chaque position d’une couleur différente. Aucune case ne doit recevoir deux marques et aucune ne doit rester vide. Si une fenêtre retombe sur une marque précédente, refaire le dessin avant de découper un nouveau masque. Pour envoyer plusieurs blocs, reprendre à chaque fois l’orientation initiale convenue.

Histoire et évolution

Dans une étude de 1995, Karl de Leeuw et Hans van der Meer ont reconnu dans une lettre des archives de Guillaume V d’Orange un message chiffré à la grille tournante. Après l’avoir déchiffrée, ils l’attribuent à Carl Anton König et à la correspondance de Guillaume IV. La lettre évoque le passage de troupes françaises à Camberg ; en confrontant ces indications aux archives et à la chronologie militaire, les deux chercheurs la datent d’avril 1745, date qu’ils jugent hautement probable. Selon leur datation, la lettre est antérieure aux descriptions imprimées du procédé.

Une couleur par position de la grille : chaque case est marquée une fois, aucune deux fois.

À la fin du XVIIIe siècle, Carl Friedrich Hindenburg étudie les grilles tournantes et les contraintes qui empêchent les fenêtres de se recouvrir après rotation. En 1881, Edouard Fleissner von Wostrowitz présente ce procédé dans son manuel de cryptographie militaire. Il propose notamment d’ajouter des colonnes de lettres sans signification pour cacher le centre de rotation. L’armée néerlandaise adopte une variante en 1885.

Lors d’un exercice en 1913, le capitaine Van der Harst parvient à déchiffrer un message ainsi préparé. Les mots prévisibles et les contraintes géométriques du masque facilitent sa recherche. Le manuel américain Basic Cryptography décrit encore la grille de papier en 1950, tout en soulignant ses limites de sécurité. Le procédé convient aujourd’hui à l’étude des transpositions et aux jeux de déchiffrement ; il ne fournit pas une protection adaptée aux communications confidentielles modernes.