Emilangues

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Mary cipher code

Le but de cette séquence est de présenter quelques passages importants de l'histoire de la cryptographie, d'expliquer le fonctionnement et la cryptanalyse des codes les plus simples, en mettant en évidence l'utilité de l'analyse des fréquences. Elle sera l'occasion d'activités langagières multiples: exposés, prise de notes, analyse de la structure d'un texte, décodage, etc. Qu'il s'agisse de l'histoire des sciences ou de l'enseignement des langues, dévoiler le sens caché reste le but visé !

The aim of this lesson is to give students an overview of the history of cryptography and to explain how some simple codes work and how they can be broken, underlining the utility of frequence analysis. The lesson offers opportunities for many different language activities such as oral presentations, notetaking, analysing the structure of a text, reading comprehension, writing etc.

Rédacteurs :

  • M. Arnaud Moragues
  • Lycée européen Montebello, Lille

Thèmes abordés

Histoire de la cryptographie, fonctionnement et cryptanalyse de codes, analyse des fréquences.

Contexte

Taille du groupe : idéalement, en demi-classe
Modalités hebdomadaires : une séance d'1h par semaine
Matériels et types de salles nécessaires : salle pupitre ou chariot mobile nécessaire pour les trois premières séances; vidéoprojecteur et enceintes souhaitables pour la quatrième séance.
Collaboration possible et souhaitable entre l'enseignant de mathématiques en anglais et l'enseignant de LV anglais en préparation de la dernière séance.

Niveaux de compétence en langue

Expression orale en continu : B1 Expression orale en interaction : B1 Compréhension de l'écrit : B1 Expression écrite : B1 Compréhension de l'oral : B1

Niveau visé par la séquence

Niveau B1/B2

Compétences disciplinaires

• conforter l'acquisition d'une culture mathématique
• chercher, expérimenter
• raisonner, trouver des résultats partiels et les mettre en perspective
• utiliser un arbre pour dénombrer

Fiche analytique

Dimensions culturelle/interculturelle/interdisciplinaire

Dimension interculturelle :
• cryptanalyse de textes en anglais
• cryptographie et intrigues à l'époque victorienne

Prérequis

Prérequis disciplinaire :
• notion de fréquence

Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) au cours de la séquence

• chercher et synthétiser l'information (CE, PE)
• présenter un exposé (IO)
• analyser grammaticalement un texte pour en comprendre le sens (CE)
• compréhension écrite et orale (CE, CO)
• argumenter, rédiger (IO, PE)

Exploitation pédagogique

Démarche pédagogique

Voir le déroulement détaillé en annexe (document au format pdf).

Séance 1 : Se familiariser avec des codes célèbres (Webquest)

Les élèves, en salle pupitre, cherchent et rédigent la réponse à un certain nombre de questions. On attend des réponses courtes et personnelles. On veillera à ce que les élèves ne naviguent que sur des sites en anglais, et à ce qu'ils s'interdisent le copier/coller. La restitution se fera au tableau, chaque réponse donnant lieu à une brèves intervention orale. Pendant qu'un élève présente le fruit de sa recherche, les autres prennent des notes à l'aide de la grille jointe. L'objectif de ce questionnement est d'introduire quelques connaissances sur l'histoire de la cryptographie, et des outils qui s'avèreront utiles pour la suite de la séquence.

Question: Each of these characters is attached to a story about secret codes: Julius Caesar, Sherlock Holmes, Mary of Scotland, Alan Turing. Choose one of them and quickly sum up this story.

On pourra adopter le timing suivant:
• mise en place de la séance, énoncé des consignes: 10mn
• temps de recherche et de rédaction: 30mn
• restitution: 20mn

Séance 2 : Décrypter un chiffrement de César (Caesar Cipher)

La première partie de la fiche vise à familiariser les élèves aux chiffrements de César. L'objectif principal de l'activité est d'utiliser l'analyse des fréquences pour pouvoir décoder un texte crypté. On laissera chercher les élèves les tables de fréquences des alphabets français et anglais et on soulignera leurs différences, et comment l'analyse des fréquences peut permettre à un programme informatique de déterminer la langue d'un texte (non crypté).

La prise de parole se fera essentiellement de manière individuelle entre chaque élève et le professeur qui navigue de table en table pour s'assurer que les consignes sont bien comprises, et que personne ne bloque. On pourra considérer l'exercice comme fini une fois la 1ère phrase décryptée, mais certains élèves pourront éprouver des difficultés à scander le texte, et profiteront de s'essayer à un décryptage complet.

Séance 3 :  Utiliser l'analyse des fréquences pour décrypter un chiffrement par substitution (Substitution Cipher)

L'exercice est ici plus difficile, mais également plus ludique: la donnée des quelques lettres les plus fréquentes ne suffira plus à décoder entièrement le texte. Certains élèves risquent de bloquer: on pourra les aider en faisant pour eux le lien entre les différentes questions. Une bonne stratégie pourra consister à effectuer une analyse des fréquences pour trouver le E et le T, puis chercher les mots de 1 lettre pour localiser le S, le I puis le A.

La partie introductive de l'active est plus ou moins facile selon que les élèves aient déjà ou pas travaillé les probabilités durant l'année. Il conviendra d'expliquer qu'un mot, dans ce contexte, n'a a priori pas de sens. Même si les élèves trouvent le nombre de mots de 3 et 4 lettres, le lien avec le nombre de substitutions simples ne sera pas forcément évident et il faudra sûrement demander en question intermédiaire le nombre de mots de 26 lettres.

Un enseignant qui compte utiliser plus tard dans l'année la séquence "The shortest way" présentée sur Emilangue pourra également donner le cryptogramme n°3 à chercher à la maison. Il s'agit d'une autre substitution monosyllabique, plus difficile toutefois car le texte est plus court, sans ponctuation, et avec des mots d'une lettre atypiques. Ce texte donne les indices nécessaires pour trouver le trésor dans l'activité "Treasure hunt".

Séance 4 : Comprendre un exemple historique important / Evaluation
(The Babington Plot)

Cette activité est un peu particulière, dans le sens où elle est conçue pour favoriser l'interdisciplinarité et peut être traité par le professeur de DNL comme par le professeur d'anglais. Elle sera idéalement complétée par un extrait vidéo, issu par exemple du documentaire The Codebreakers, du National Geographic Channel, ou A History of Britain, The Body of the Queen, de la BBC.

En ce qui concerne l'exploitation du texte, on pourra dans un premier temps en faire une lecture commentée avec la classe, s'assurant qu'il est bien compris, avant de passer au questionnaire, qui pourra servir d'évaluation pour la séquence.

Évaluation

Proposition d'évaluation

Compétences évaluées :
- disciplinaires :
• chercher, expérienter
• expliquer un raisonnement
- linguistiques :
• expression et compréhension orale
• expression et compréhension écrite

Modalités de l'évaluation : individuelle
Epreuve pratique exposé ou prise de notes (séance 1), questionnaire écrit (séance 4).

Ouverture et approfondissement

Approfondissement

Sitographie

The Black Chamber
Site didactique présentant des outils interactifs pour la cryptographie et la cryptanalyse.
http://www.simonsingh.net/The_Black_Chamber/

BBC
Portion du site de la BBC présentant l'histoire des Tudors :
http://www.bbc.co.uk/history/british/tudors/
Portion du site de la BBC présentant la renaissance en Ecosse :
http://www.bbc.co.uk/history/scottishhistory/renaissance/

The Codebreakers, MEL MORPETH (documentaire vidéo)
Un documentaire sur l'histoire de la cryptographie et de la cryptanalyse. National Geographic Channel, novembre 2009, 50 minutes.

A History of Britain (documentaire vidéo)
Un documentaire sur l'histoire de l'Angleterre.
L'épisode "The Body of the Queen traite de l'histoire d'Elizabeth I et de Mary Queen of Scots". BBC, 2000-2002, 15 épisodes de 59 minutes.

The Code Book, Simon Singh
Un livre sur l'histoire de la cryptographie et de la cryptanalyse.
Anchor, 2000, 432 pages

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