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George Painvin, polytechnicien de la
promotion 1905, est l’arrière-grand-père de mes enfants par leur grand-mère
maternelle, Renée Painvin. Il convient d’associer dans son souvenir sa femme, Marianne Lefort, comme lui fille de
Polytechnicien[1]. Tous deux
m’accueillirent en 1959 comme un petit-fils de plus dans une famille où il y en
avait déjà beaucoup, et me traitèrent avec une gentillesse extraordinaire.
(Photo ci-contre : 1961). Malgré la différence d’âge, ils voulurent l’un
et l’autre être tutoyés. George
Painvin
et sa femme occupaient les loisirs de la retraite en jouant, l’un sur son violoncelle,
l’autre au piano, des morceaux de musique classique. Ils célébrèrent leurs
noces d’or en 1960, l’année où leur petite-fille et moi nous nous sommes
mariés. Ils en furent très émus. Touchant était leur amour réciproque, qui ne
s’éteignit qu’avec la mort. Je leur conserve à tous deux une très grande
affection.
L’article qui suit est extrait d’un
ouvrage consacré aux services de renseignement français, Les secrets de
l’espionnage français, par Pascal Krop (Lattès). M’étant moi-même (grâce à
Jules Verne : La Jangada et Voyage au Centre de la Terre)
intéressé très jeune à la cryptographie, c’est avec une certaine émotion que je
fus invité à une extraordinaire confrontation, celle qui mit face à face, sous
les auspices de l’Amicale des Anciens du Chiffre, Georges
Painvin et celui qui avait mis au point le système ADFGX et ADFGVX, le
colonel Nebel de l’Armée Allemande. Ces deux vieillards toujours
brillants, se mirent bien vite à discuter technique devant un aréopage de
spécialistes passionnés.
Il est amusant de penser que le décryptement auquel George Painvin s’est livré en 1918 serait exécuté en quelques minutes de nos jours, peut-être en quelques secondes…
D’autres détails sur le site :
http://www.annales.org/archives/x/painvin.html
Le génie de Georges Jean Painvin
Le 27 janvier, au PC de la 6° armée, on présenta au général Cartier le capitaine de réserve d'artillerie Painvin, âgé de trente ans§. Le général Maunoury avait remarqué cet officier distingué, dynamique, et que ses dons multiples avaient mené à Polytechnique où il entra et dont il sortit parmi les majors de sa promotion, sans négliger pour autant le violoncelle qui lui avait valu un premier prix au conservatoire de Nantes. Le général Cartier, après Maunoury, sentit en cet officier très discret une personnalité exceptionnelle. Après la guerre, Georges Jean Painvin sera président-directeur général d'Ugine, du Crédit commercial de France, président de la Chambre de commerce de Paris, etc.
En 1914, il était ingénieur au corps des Mines et avait enseigné la géologie et la paléontologie à l'Ecole des mines de Saint-Etienne puis à celle de Paris. Aux côtés du général Maunoury qui le considérait comme un collaborateur indispensable, le capitaine Painvin avait participé à l'offensive sur l'Ourcq de la 6° armée lors de la bataille de la Marne.
La guerre de mouvement terminée, Maunoury ne bougeait plus de Villers-Cotterêts. Le matin, il faisait la tournée des tranchées, en compagnie de son officier d'ordonnance et, l'après-midi, Painvin avait quartier libre et s'ennuyait. Il se prit d'amitié pour le chiffreur de la 6° armée, le capitaine Paulier, et s'initia avec lui au décryptement. Il se prit au jeu, qui consistait à trouver des clés nouvelles selon la méthode définie par le Cabinet noir. C'est ainsi qu'il simplifia le décryptement du nouveau code allemand ABC.
Le général Cartier, devinant le génie de Painvin, le voulut au Cabinet noir. Maunoury protesta : c'était son homme de confiance et il avait vécu avec lui des heures inoubliables. Cartier fit intervenir Millerand, le ministre de la Guerre.
Quand Painvin quitta la 6° armée, Maunoury lui dit :
- Allez donc passer quinze jours à la section du chiffre. Au bout de ce délai vous me direz franchement si vous pouvez ou non y faire du travail utile, sinon vous viendrez me retrouver.
Painvin
parti, Maunoury continua ses tournées de tranchées. Un jour qu'il visitait
celle de Nouvron, avec le général de Villaret, l'officier qui remplaçait Painvin,
ignorant les imprudences de Maunoury, n'avait pas emporté, comme le faisait son
prédécesseur, le périscope
qu’il fallait tendre au général, dès qu'il lui prenait l'envie d'observer les
Allemands. Ce matin-là, emporté par sa curiosité, Maunoury sortit la tête, une
balle lui creva l'œil, occasionna des lésions graves. Il fut perdu pour
l'armée, et Painvin n'eut plus aucune raison de revenir à la 6' armée.
Au Cabinet noir, il déchiffra en quelques mois le code hermétique
de la marine allemande et celui de la marine austro-hongroise qui avait résisté
à tous les chercheurs français et italiens ; il faisait appel à une trentaine
d'alphabets. Painvin les reconstitua tous. Ces deux succès, capitaux
pour la chasse aux sous-marins, lui valurent la Military Cross et la croix de
chevalier de la Couronne d'Italie.
L'armée de terre allemande utilisa jusqu'en 1916 divers systèmes
de chiffrement, dont un, ABC, assez complexe, avec coupures. Le colonel Olivari
et Painvin mirent deux semaines à le déchiffrer car les Allemands, pour
dérouter les décrypteurs, émettaient 50 % de faux messages. Puis en 1917
apparut le KRU, un système proche de ceux dont se servaient les Français, mais
que les Allemands différenciaient en employant au moins une clé pour
chaque armée. Le tri et le classement des codifications s'en trouvèrent
compliqués. Deux liaisons furent alors établies entre le capitaine Painvin
à Paris et le capitaine Guitard, chef du décryptement au GQG. Une ligne
téléphonique directe pour eux seuls, et une liaison poste à poste de
téléautographie Belin au moyen de deux appareils prototypes, ce qui rendait
impossible toute interception.
Le 5 mars 1918, les
Allemands remplacèrent les codes KRU. Leur GQG se mit à correspondre avec les
groupes d'armées et les armées par des textes chiffrés au moyen de cinq lettres
ADFGX. Tous les systèmes antérieurs employaient l'alphabet entier.
Le système ADFGX avait été
mis au point par les meilleurs spécialistes. Les décrypteurs allemands qui
avaient participé, pendant des mois, à l'expérimentation de la l'ADFGX avaient
conclu qu'il était quasi impossible de reconstituer les clés sans y consacrer
des mois, autant dire pour rien. Les messages décryptés auraient, avec de tels
délais, perdu toute actualité.
L'explication sommaire du
système ADFGX, que nous empruntons au général Desfemmes[2],
est assez ardue pour un profane mais elle est utile au lecteur qui tentera
d'imaginer quel effort le capitaine Painvin eut à produire :
« On écrivait horizontalement et
verticalement les lettres ADFGX, puis dans les 25 cases du quadrillage ainsi obtenu,
on écrivait les 25 lettres de l'alphabet (l et J étant confondues ce qui ne
peut prêter à confusion en allemand) dans un ordre incohérent constituant une
première clé (substitution). Une lettre, a, par exemple, était alors chiffrée
en un bigramme GF, b en DD, etc.
|
George Jean Painvin capitaine de l’armée française : XX FA DG AD XX FA XA FA GF FF XG GF XA FF DA XA FF AF GF XG XA AX GF XA FF FA FG FA AA AD DX FA FA AG AD GF FF AF GF XA GA FA |
Les bigrammes étaient ensuite
mis les uns au bout des autres par lignes de dix (20 lettres), puis les lignes
les unes au-dessous des autres, on numérotait les colonnes ainsi obtenues de l
à 20 et on réécrivait le texte en lisant verticalement les colonnes à la suite
les unes des autres dans un ordre qui constituait la deuxième clé
(transposition). Ainsi chaque lettre, moitié de bigramme, se recollait à une
autre lettre, moitié d'un autre bigramme. On découpait enfin par groupe de
cinq.
|
10 |
17 |
20 |
3 |
8 |
12 |
16 |
18 |
13 |
15 |
1 |
7 |
11 |
19 |
9 |
14 |
4 |
6 |
2 |
5 |
|
X |
G |
F |
F |
D |
A |
A |
F |
X |
F |
X |
A |
F |
F |
X |
A |
A |
G |
X |
D |
|
A |
G |
G |
G |
F |
A |
F |
F |
F |
A |
X |
F |
X |
X |
D |
F |
F |
A |
G |
X |
|
F |
A |
D |
A |
A |
A |
A |
A |
F |
F |
X |
X |
F |
A |
F |
G |
X |
F |
A |
G |
|
D |
G |
A |
F |
G |
F |
F |
F |
F |
A |
D |
A |
G |
X |
A |
F |
A |
A |
X |
F |
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
A |
|
A |
|
En réalité les choses étaient encore compliquées du fait que
toutes les clés n'étaient pas de 20 ; selon les jours, il y en eut de plus
courtes, mais aussi de plus longues (celle que nous retrouverons le l
"juin fut de 21). Cela, évidemment, devait être une difficulté supplémentaire
pour le décryptement, difficulté à surmonter chaque jour, puisqu'on ignorait
quel serait tel ou tel jour la longueur de cette clé de transposition[3].
Voici donc le premier but de ce code : l'herméticité estimée totale.
Pourquoi maintenant le choix de ces lettres ADFGX ? Probablement parce que ce
sont les lettres de l'alphabet morse qui sont les plus différentes les unes des
autres. Donc, même si la transmission radio était mauvaise ou brouillée, il ne
devait pas y avoir d'ambiguïté pour l'opérateur radio à la réception. Or les
Allemands envisageaient, grâce à leurs offensives de printemps, la reprise de
la guerre de mouvement, entraînant le déplacement fréquent des postes radio,
l'augmentation des distances, bref l'abandon du confort des installations fixes
utilisées depuis trois ans ; il fallait donc faciliter au maximum la tâche des
opérateurs, pour éviter les erreurs ou le demandes de répétition.
Enfin pourquoi cette date
du 5 mars pour la mise en service ? Sans doute pour une période probatoire et
peut-être pour l'entraînement des utilisateurs et des exploitants, période dont
la durée nécessaire fut estimée à quinze jours. Le volume du trafic fut
d'ailleurs très réduit et l'on ne sut jamais s'il s'était agi de trafic réel ou
de simples textes expérimentaux reproduisant les cinq lettres ADFGX dans un
ordre incohérent.
Le décryptement du radiogramme de la
victoire
Au Cabinet noir,
l’apparition subite de l’ADFGX fut jugée très grave. Le général Cartier demanda
aux transmissions du général Ferrié que les écoutes et la radio-goniométrie à
tous les échelons captent et repèrent, en priorité, les émissions allemandes en
ADFGX. Painvin se plongea, s'engloutit même, dans l'étude des textes
interceptes. Le général Cartier, spécialiste lui-même, vint le voir, le regarda
comme un naufragé dans cet océan de lettres et lui dit :
— Mon pauvre Painvin,
je crois que cette fois vous n’en sortirez pas...
Ce n'était pas à dire ! Painvin
fut bouleversé par la tristesse de son chef. L'ennemi était presque à 60
kilomètres de Paris, mais rien n'était joué. Que l'armée allemande soit frappée
en plein élan et elle était brisée. Painvin, que les mots de Cartier
avaient vidé, brassait, retournait toute cette paperasse, tous ces messages,
quand, soudain, irrésistible, l'énergie lui revint, comme une visitation.
Il travailla trois
semaines, jusqu'à la fin de mars, sans trouver rien de précis, sauf que les
clés changeaient tous les jours et qu'elles n'avaient pas toutes la même
longueur. Il lui aurait fallu, pour aboutir, le plus grand nombre possible de
textes du même jour. Le l" avril, à l'occasion d'une opération allemande
sur l'Avre, Painvin se fixa sur les messages interceptés ce jour-là, et
il reconstitua le système et les clés du l" avril. En cinq jours.
Cependant 1'ADFGX était
d'une telle richesse que, même en connaissant sa contexture, on devait, chaque
fois, en reconstituer les clés. Dans le courant d'avril, Painvin mit
vingt jours à trouver une certaine clé. Mais il se perfectionnait, allait de
plus en plus vite. Il reconstitua les clés de l'attaque du 27 mai en trois
jours, trouva celle du 31 mai le l° juin. Le Kronprinz, dans sa marche
victorieuse sur Paris, fut désormais à la merci d'un petit capitaine halluciné,
dans un bureau, devant des quadrillages.
Le l" juin, un V se ficha comme une lettre empoisonnée dans
l’ADFGX. Devant cette ADFGVX, Painvin sursauta puis il trouva : les dix
cases supplémentaires que procurait ce V, cette sixième lettre, étaient
destinées, il en était sûr, aux dix chiffres de 0 à 9. A 17 heures, les
transmissions lui envoyèrent tous les textes interceptés dans la matinée. Painvin
se jeta sur deux des messages. Ils présentaient des particularités, des
ressemblances ; curieux tout cela ! II passa alors la nuit sur ces deux textes
: la nuit, la matinée et toute la journée du 2 juin. A 19 heures, il avait
reconstitué le nouveau système et les clés du l "juin. En vingt-six
heures. Painvin transmit par bélinogramme les clés au capitaine Guitard.
Les quatre décrypteurs traduisirent les messages du l" juin parmi
les-quels celui qui situait la prochaine offensive dans la région de
Remaugies-Tilloloy.
Le II, les Français arrêtaient les Allemands au plateau de Méry,
baptisé depuis Méry-la-Bataille, par une offensive éclair, sans préparation, à
la va comme je te pousse, mais c'était Mangin qui commandait cette folie de la
dernière chance.
« Le général Mangin, portant le képi brodé d'or, sans casque,
riait sous les obus à la victoire prochaine[4]
»
Painvin,
lui, mit des mois à se remettre. Le 2 juin 1917, après avoir communiqué aux
décrypteurs du GQG les clés de la victoire, il s'effondra sur son lit de camp
et sombra dans un coma d'épuisement tout comme Champollion, terrassé par l'illumination
qui lui avait permis de décrypter, enfin, les hiéroglyphes. La référence allait
de soi pour le capitaine Marcel Guitard et son équipe de décrypteurs, quand
Georges Jean Painvin, le 14 juillet 1918, fut fait chevalier de la
Légion d'honneur, avec la citation « A depuis le début de la campagne rendu des
services exceptionnels aux armées ». Voici le message :
« A notre Champollion. Toutes nos
félicitations. Nous sommes profondément heureux et fiers. Le 14 juillet 1918.
La section de décryptement du GQG »
Story in English
George Painvin was my children’s great grandfather by their
maternal grandmother Renée Painvin. When I married their granddaughter,
he, and his beloved wife Marianne Lefort, greeted me open heartedly as
another grandson in a family which already counted many. I have always kept a
deep affection for them.
There has been many
articles written on George Painvin. This one I found on the web, and
have copied without a change.
I was invited to a meeting of “Les Anciens du
Chiffre” when Colonel Nebel, of the German Army, designer of the ADFGX
and ADFGVX codes, and George Painvin, met for the first time since WWI.
After a few minutes, they started debating about techniques used for encyphering,
and decyphering, without paying much heed to the assembly, who, however, were
fascinated by the intelligence of those two aged men and by the important
historical events that were discussed before them. An unforgettable experience
for me.
ADFGVX
ADFGVX, is
one of the best known field ciphers in the history of cryptology. Originally a
5 x 5 matrix of just 5 letters, ADFGX, the system was expanded on June 1, 1918
to a 6th letter V. The letters were
chosen for their clarity in Morse: A .-, D -.., F ..-., G --., V ...-, and X
-..-.[5]
W. F.
Friedman describes one of the first traffic analysis charts regarding battle
activity from May to August, 1918 at Marne, and Rheims, France. It was based solely on the ebb and flow of
traffic in the ADFGVX cipher. This
cipher was restricted to German High Command communications between and among
the headquarters of divisions and army corps. [6]
The ADFGVX
cipher was considered secure because it combined both a good substitution
(bipartite fractionation) and an excellent transposition in one system.
During the
eight month history of this cipher, only 10 keys were recovered by the Allies
(in 10 days of heavy traffic) and fifty percent of the messages on these days
were read.
These
intercepts effected the reverse of the German advances (15 divisions) under
Ludendorff at Montdidier and Compiegne, about 50 miles North of Paris. Solution
by the famed French Captain Georges Painvin was based on just two specialized
cases.
No general
solution for the cipher was found by the Allies.
In 1933,
William Friedman and the SIS found a general solution.
French
General Givierge, of the Deuxieme Bureau also published a solution to the
general case.[7] [8]
[9]
[10]
[11]
The June 3
message that Painvin cracked which changed the course of WWI:
From German High
Command in Remaugies: Munitionierung
beschleunigen Punkt
Soweit nicut
eingesehen auch bei Tag
"Rush
Munitions Stop Even by day if not seen."
CT starts:
CHI-126: FGAXA XAXFF FAFFA AVDFA GAXFX FAAAG
This told
the Allies where and when the bombardment preceding the next major German push
was planned.
ENCIPHERING
26 letters
and 10 digits of the ADFGVX were placed into a 6 x 6 Bipartite Square:
|
|
A |
D |
F |
G |
V |
X |
|
A |
F |
L |
1 |
A |
O |
2 |
|
D |
J |
D |
W |
3 |
G |
U |
|
F |
C |
I |
Y |
B |
4 |
P |
|
G |
R |
5 |
Q |
8 |
V |
E |
|
V |
6 |
K |
7 |
Z |
M |
X |
|
X |
S |
N |
H |
0 |
T |
9 |
PT: a l
l q u i e
t o n t h
i s
CT: AG AD
AD GF DX FD GX XV AV XD
XV XF FD XA
PT: f
r o n t t
o d a y
CT: AA
GA AV XD XV XV
AV DD AG FF
The
bilateral cipher which results is transposed with a keyed matrix, written in by
row and removed by column.
|
G |
E |
R |
M |
A |
N |
|
3 |
2 |
6 |
4 |
1 |
5 |
|
A |
G |
A |
D |
A |
D |
|
G |
F |
D |
X |
F |
D |
|
G |
X |
X |
V |
A |
V |
|
X |
D |
X |
V |
X |
F |
|
F |
D |
X |
A |
A |
A |
|
G |
A |
A |
V |
X |
D |
|
X |
V |
X |
V |
A |
V |
|
D |
D |
A |
G |
F |
F |
and the final CT is:
AFAXA XAFGF
XDDAV DAGGX FGXDD
XVVAV VGDDV FADVF
ADXXX AXA
Known
decipherment was accomplished with the Key and possession of the original
matrix. Fine and dandy but cryptanalsis
in 1918, was another thing.
CRYPTANALYSIS
According
to William Friedman, there were only three viable ways to attack this cipher.
The first
method required 2 or messages with identical plaintext beginnings to uncover
the transposition.
Under the
second method, 2 or more messages with plaintext endings were required to break
the flat distribution shield of the substitution part of the cipher.
The German
addiction to stereotyped phraseology (Nichols Part 1) was so prevalent in all
German military communications that in each days traffic, messages with similar
endings and beginnings were found (sometimes both).
The third
method required messages with the exact same number of letters.
Painvin used the first two methods when he
cracked the 5 letter ADFGX version in April, 1918.[12]
[13]
Lest we
underestimate the difficulty of this cipher, I think we might step behind Painvin
shoulders as he worked.
At 4:30 am
on March 21, 6000 guns opened fire on the Allied line at Somme. Five hours
later, 62 German Divisions pushed forward on a 40 mile front.
Radio
traffic increased dramatically, Painvin had just a few intercepts in the
ADFGX cipher and the longer ones had been split in three parts to prevent
anagraming.
Five
letters, therefore, a checkerboard?
Simple mono
cipher -too flat a distribution.
The German
oddity of first parts of messages with identical bits and pieces of text larded
in the same order in the cryptograms begin to show.
Painvin feels the oddity could most likely
have resulted from transposed beginnings according to the same key; the
identical tops of the columns of the transposition tableau. Painvin
sections the cryptograms by timeframe:
chi-110:
(1) ADXDA (2) XGFXG (3) DAXXGX
(4) GDADFF
chi-114:
(1) ADXDD (2) XGFFD (3) DAXAGD
(4) GDGXD
He does
this with 20 blocks to reconstruct the transposition key.
Using the
principle - long columns to the left, he finds segments 3,6,14, 18 to left.
Balance clustered to right.
Using other
messages with common endings (repeated) He segments the columns to the left.
Correctly?
No. He uses 18 additional intercepts to juxtaposition 60 letters AA's, AD's,
etc.
Using
frequency count, he finds a monoalphabetic substitution. He finds column 5-8
and 8-5 are inverted. Painvin sets up a skeleton checkerboard - he
assumes correctly the order to be side-top:
|
|
A |
D |
F |
G |
X |
|
A |
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
e |
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
Since the
message was 20 letters, the order might be side-top, repeated, meaning side
coordinates would fall on 1st, 3rd, 5th.. positions during encipherment, so he
separates them by frequency characteristics.
In 48 hours
of incredible labor, Painvin pairs the correct letters and builds the
checkerboard, solving the toughest field cipher the world had yet seen.
A cipher
that defends itself by fractionation - the breaking up of PT letters
equivalents into pieces, with the consequent dissipation of its ordinary
characteristics.
The
transposition further scatters these characteristics in a particularly
effective fashion, while dulling the clues that normally help to reconstruct a
transposition. [14] [15] [16] [17]