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Mathématiques expertes (option) · Terminale

Applications à la cryptographie : quiz de Terminale expertes

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La cryptographie conçoit des systèmes de chiffrement pour protéger des messages ; les tester ou les casser relève de la cryptanalyse 2 ; en arithmétique, on associe d'abord chaque lettre à un entier 3.
  • En chiffrement symétrique, les deux interlocuteurs partagent une clé secrète ; RSA est un algorithme asymétrique 6.
  • Les calculs se font dans Z/nZ\mathbb{Z}/n\mathbb{Z} 4 : congruences, petit théorème de Fermat et inverse modulaire (Bézout) sont les outils centraux.
  • Les courbes elliptiques (Koblitz et Miller, 1985) permettent de réduire la taille des clés 5 ; la cryptographie quantique sert à distribuer une clé 6.

Avant de commencer

Ce quiz couvre les applications de l'arithmétique à la cryptographie : coder un message avec des entiers, calculer avec des congruences, utiliser le petit théorème de Fermat et le théorème de Bézout, puis situer quelques méthodes modernes. Il suppose que tu connais déjà Bézout, Gauss, la décomposition en facteurs premiers et le petit théorème de Fermat.

La cryptographie est l'art et la science de concevoir des systèmes de chiffrement qui protègent des messages ; la cryptanalyse, elle, étudie ces systèmes pour les tester ou les casser 2. En arithmétique, la première étape consiste à associer chacune des 26 lettres de l'alphabet à un entier 3 ; on peut alors chiffrer par des calculs sur ces entiers.

Quiz

15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Comment peut-on définir la cryptographie ?

  2. Avec un chiffrement symétrique, il faut que l'émetteur et le destinataire détiennent chacun, avant l'échange, un secret commun qu'eux seuls connaissent.

  3. Parmi ces algorithmes, lequel est un algorithme de chiffrement asymétrique ?

  4. On chiffre avec un décalage de 55 en associant A=0,…,Z=25A=0, \dots, Z=25. Quel est le rang de la lettre chiffrée obtenue à partir de la lettre XX (rang 2323) ?

  5. Un message a été chiffré avec un décalage de 77 (rang de AA égal à 00). La lettre chiffrée est CC (rang 22). Quel est le rang de la lettre d'origine ?

  6. Le chiffre de César avec un alphabet de 26 lettres n'a que 26 décalages possibles, donc un attaquant peut tous les essayer.

  7. Quel est le reste de 343^4 dans la division euclidienne par 55 ?

  8. Quel est le reste de 2232^{23} dans la division euclidienne par 1111 ?

  9. Dans un RSA jouet, on prend p=5p=5 et q=11q=11, donc n=55n=55 et φ=(p−1)(q−1)=40\varphi=(p-1)(q-1)=40. Avec e=7e=7, quel entier dd de {1,…,39}\{1,\dots,39\} vérifie 7d≡1(mod40)7d\equiv 1 \pmod{40} ?

  10. Avec n=55n=55 et e=7e=7, on chiffre le message M=2M=2 par C≡Me(modn)C\equiv M^e \pmod n. Quelle est la valeur de CC ?

  11. Quel théorème garantit que ee possède un inverse modulo φ\varphi lorsque PGCD⁡(e,φ)=1\operatorname{PGCD}(e,\varphi)=1, et permet de le calculer avec l'algorithme d'Euclide étendu ?

  12. Quelles affirmations sur la cryptographie quantique sont exactes ?

    Plusieurs réponses possibles.

  13. Qui a suggéré, de manière indépendante, l'usage des courbes elliptiques en cryptographie, et en quelle année ?

  14. Quel est l'intérêt principal des courbes elliptiques pour la sécurité des échanges de clés ?

  15. Vrai ou faux : lorsque la NSA a publié sa Suite B en 2005, elle y préconisait les seules courbes elliptiques, à la fois pour s'accorder sur une clé commune et pour signer numériquement.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi transformer les lettres en nombres avant de chiffrer ?

Parce que l'arithmétique ne sait calculer que sur des nombres. On associe chacune des 26 lettres à un entier 3, puis on chiffre par des calculs de congruences, dans Z/nZ\mathbb{Z}/n\mathbb{Z} 4. Le déchiffrement est le calcul inverse, ce qui explique le rôle des inverses modulaires et de Bézout.

Quelle différence retenir entre chiffrement symétrique et asymétrique ?

En symétrique, les deux interlocuteurs possèdent a priori une clé secrète connue d'eux seuls 6 ; le chiffre de César en est l'exemple le plus simple. RSA, au contraire, est cité comme algorithme de chiffrement asymétrique 6, tandis qu'AES et Triple DES sont symétriques 6. Pour les calculs, retiens surtout les réflexes : réduire modulo nn, utiliser Fermat pour les grands exposants, et Bézout pour les inverses.

Sources

  1. Ressources d'accompagnement - Arithmétique et applications à la cryptographie, Éduscol - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Tests de primalité, RSA, logarithme discret, Diffie-Hellman, CNRS - Laboratoire de Mathématiques Nicolas Oresme. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Du chiffrement de César à la mathématique de la carte bancaire, IREM Université Grenoble Alpes. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Arithmétique des entiers - Deux exemples d'applications, Institut Fourier - Université Grenoble Alpes. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Cryptographie sur les courbes elliptiques, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Cryptographie quantique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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