grille tournante

Imaginez un cache carré posé sur une feuille. Neuf fenêtres laissent voir neuf cases : on y écrit neuf lettres, puis on tourne le cache d'un quart de tour. Les fenêtres découvrent alors neuf cases encore vierges. Après quatre orientations, les 36 cases d'une grille 6 × 6 ont reçu une lettre, sans qu'aucune soit utilisée deux fois.

La feuille remplie semble présenter des lettres dispersées. Le même cache, replacé dans le bon sens puis tourné de la même manière, révèle pourtant le message par groupes de neuf lettres.

Une grille tournante est un carré perforé qui sert de masque pour chiffrer et déchiffrer un message. Dans le modèle décrit ici, le support compte 6 lignes et 6 colonnes, soit 36 cases. Le masque possède neuf ouvertures. À chacune des quatre orientations séparées par un quart de tour, ces ouvertures doivent tomber sur neuf positions différentes. L'ensemble des quatre passages couvre ainsi chaque case exactement une fois.

Pour construire un masque valide, on regroupe les cases qui se correspondent sous les rotations successives. Par exemple, les quatre coins forment le groupe (1,1), (1,6), (6,6) et (6,1), où chaque paire indique la ligne puis la colonne. Une seule de ces quatre cases doit être ouverte dans l'orientation initiale. La même règle s'applique aux huit autres groupes de quatre cases : neuf ouvertures donnent alors 9 × 4 = 36 positions distinctes.

Le chiffrement inscrit successivement le texte clair à travers les ouvertures, puis livre la grille remplie comme texte chiffré. Le déchiffrement exige le même masque, la même orientation de départ, le même sens de rotation et le même ordre de lecture. La méthode améliore les grilles de chiffrement imaginées au XVI^e siècle par Jérôme Cardan ; la grille tournante est attribuée au colonel autrichien Eduard Fleissner.

On veut chiffrer MESSAGESECRETAVECGRILLETOURNANTEXXXX, soit 36 lettres. Le masque comporte neuf ouvertures initiales : (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (2,2), (2,3), (2,4) et (3,3). Les coordonnées donnent la ligne puis la colonne. La lecture se fait de gauche à droite et de haut en bas, avec des quarts de tour dans le sens horaire.

1. Écrire MESSAGESE dans les neuf ouvertures initiales.
2. Tourner le masque de 90° et écrire CRETAVECG dans les nouvelles cases visibles.
3. Tourner encore de 90° et écrire RILLETOUR.
4. Après le dernier quart de tour, écrire NANTEXXXX.

La grille finale donne les six lignes MESSAC NGESRE ANETAV TEXREC XXILLG XETOUR. Les espaces séparent ici les lignes et ne font pas partie du texte chiffré. Le contrôle est refaisable : replacer le masque, lire neuf lettres par orientation et vérifier que les quatre groupes reconstituent exactement les 36 lettres du message initial.

Pour chiffrer à la main, on prépare un masque valide et une feuille quadrillée de même taille. On inscrit un groupe de neuf lettres à chaque orientation. Si le message doit rester lisible sans le masque, il faut employer une autre présentation : la grille tournante disperse volontairement son ordre.

Pour déchiffrer, on aligne le masque sur la grille reçue, puis on relève les lettres visibles dans l'ordre convenu. Une marque de départ est préférable dès que l'orientation du carré pourrait être ambiguë.

Pour vérifier un masque, on peut colorier les neuf cases révélées après chacune des quatre rotations. Si une case reçoit deux couleurs ou reste blanche, le masque ne convient pas ; il faut déplacer une ouverture avant d'écrire le message.

La grille de Cardan appartient à la famille antérieure des grilles de chiffrement imaginées par Jérôme Cardan. Le critère qui tranche est la rotation systématique du même masque : dans une grille tournante, quatre orientations doivent couvrir toutes les cases une seule fois.

Un carré de Polybe associe des caractères à des coordonnées. Une grille tournante, elle, indique successivement les emplacements où écrire ou lire. Si les lettres sont remplacées par des couples de nombres tirés d'un tableau fixe, il s'agit du premier procédé, pas du masque perforé décrit ici.

Ouvertures qui se recouvrent. Deux trous peuvent atteindre la même case au cours des rotations si le masque est mal construit. Le symptôme est une case déjà remplie tandis qu'une autre restera vide. Il faut conserver une seule ouverture dans chaque groupe de quatre cases liées par rotation.

Convention de rotation oubliée. Un masque correct ne suffit pas si le lecteur part d'un autre côté ou tourne dans l'autre sens. Des groupes de neuf lettres apparaissent alors dans un ordre différent. Il faut transmettre ou marquer l'orientation initiale, le sens de rotation et l'ordre de lecture.

Message de longueur différente. La grille 6 × 6 contient exactement 36 positions. Un texte plus court laisse des cases à compléter par des caractères convenus ; un texte plus long exige plusieurs grilles. Ces compléments ne doivent pas être pris pour des lettres du message.

La cryptographie replace la grille tournante dans l'ensemble des procédés conçus pour protéger ou retrouver un message.

Le chiffrement par transposition précise l'idée de modifier l'ordre apparent des caractères sans changer les caractères eux-mêmes.

La fiche Cardan Jérôme donne accès au mathématicien dont les grilles du XVI^e siècle précèdent la grille tournante.