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 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.
-
La cryptographie conçoit des systèmes de chiffrement pour protéger des messages ; les tester ou les casser, c'est le rôle de la cryptanalyse 2. La compression ne cherche pas à garder un message secret. Les nombres premiers sont un outil de la cryptographie, mais ne la définissent pas. Cacher l'existence d'un message relève de la stéganographie, distincte de la cryptographie au sens strict 3.
-
C'est bien la condition d'un chiffrement symétrique : les deux interlocuteurs disposent a priori d'une clé secrète 6. L'erreur tentante est de croire que la clé peut être publique : c'est le cas, pour une partie de la clé, dans un système asymétrique, pas dans un système symétrique.
-
RSA est cité comme algorithme de chiffrement asymétrique, tandis que Triple DES et AES sont des chiffrements symétriques 6. Le chiffre de César est lui aussi symétrique : la même information, le décalage, sert à chiffrer et à déchiffrer.
-
On calcule , puis on prend le reste modulo : . La lettre chiffrée a donc le rang , c'est-à-dire . L'erreur fréquente est de s'arrêter à , qui ne correspond à aucune lettre : il faut toujours réduire modulo .
-
Pour déchiffrer, on soustrait le décalage : . Il faut ensuite ramener ce nombre dans : . La lettre d'origine est , de rang . Répondre est l'oubli classique de la réduction modulo .
-
Il n'y a que 26 décalages (dont le décalage nul), ce qui rend un essai exhaustif immédiat. Le chiffre de César et celui de Vigenère font partie des méthodes cryptographiques anciennes étudiées dans l'histoire du sujet 3. La force d'un système vient de l'immensité de l'ensemble des clés, pas de la simplicité de l'algorithme.
-
Le nombre est premier et ne divise pas , donc le petit théorème de Fermat donne . Vérification directe : . L'erreur tentante est de croire que vaut modulo : c'est , et jamais si ne divise pas .
-
Comme est premier, . On écrit , donc . Tenter de calculer en entier est inutile ; réduire l'exposant modulo est la méthode attendue.
-
Comme , le théorème de Bézout assure l'existence d'une solution. Avec l'algorithme d'Euclide étendu, on trouve , donc . La confusion fréquente est de calculer comme un nombre décimal : un inverse modulaire est un entier.
-
On calcule . Or , donc . Il ne faut pas oublier la réduction modulo : n'est pas un message chiffré valide, car il dépasse .
-
Bézout assure l'existence d'entiers et tels que ; alors est un inverse de modulo . L'algorithme d'Euclide étendu, associé aux noms de Bachet (1612) puis de Bézout (1766), fournit ces coefficients 1. Pythagore et Thalès traitent de géométrie, et le théorème des valeurs intermédiaires relève de l'analyse.
-
La distribution quantique de clés sert à partager une clé secrète, ensuite utilisée dans un algorithme symétrique 6. Les bits communiqués sont forcément aléatoires, ce qui ne convient pas à un message mais convient à une clé secrète 6. Il ne faut pas la confondre avec la cryptographie post-quantique, qui vise à résister à un attaquant disposant d'un calculateur quantique 6. Elle ne transmet donc pas des messages en clair.
-
Sur une courbe elliptique, seuls des algorithmes génériques étaient connus pour résoudre le logarithme discret, ce qui permet de garder un niveau de sécurité satisfaisant en réduisant la taille des données, d'où un gain de vitesse et de coût 5. Aucune méthode ne supprime toute attaque, et les courbes elliptiques n'ont pas pour but de remplacer le chiffrement symétrique.
Les questions qu'on se pose
Pourquoi transformer les lettres en nombres avant de chiffrer ?
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 , utiliser Fermat pour les grands exposants, et Bézout pour les inverses.
Sources
- Ressources d'accompagnement - Arithmétique et applications à la cryptographie, Éduscol - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Tests de primalité, RSA, logarithme discret, Diffie-Hellman, CNRS - Laboratoire de Mathématiques Nicolas Oresme. Consulté le 6 novembre 2026.
- Du chiffrement de César à la mathématique de la carte bancaire, IREM Université Grenoble Alpes. Consulté le 6 novembre 2026.
- Arithmétique des entiers - Deux exemples d'applications, Institut Fourier - Université Grenoble Alpes. Consulté le 6 novembre 2026.
- Cryptographie sur les courbes elliptiques, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Cryptographie quantique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.