🔐 CryptoLab Pro — Laboratoire de Cryptographie Appliquée

6 TPs complets • 28+ algorithmes • Interface web premium • Applications réseau interactives

Projet académique complet couvrant l'ensemble de la cryptographie moderne : du chiffrement de César au vote électronique homomorphe, avec une interface graphique web professionnelle et des applications réseau testables sur machines réelles.

🚀 Installation rapide

Prérequis

Python 3.10+
pip (gestionnaire de paquets)
Windows 10/11 ou Linux/macOS

3 étapes

# 1. Se placer dans le dossier du projet
cd chemin\vers\Crypto_Project

# 2. Installer les dépendances
pip install -r requirements.txt

# 3. Lancer l'interface graphique
python app.py
# → Ouvrir http://localhost:5000 dans le navigateur

Commande unique (PowerShell)

pip install -r requirements.txt; $env:PYTHONIOENCODING='utf-8'; python app.py

🖥️ Interface graphique web

CryptoLab inclut une interface web professionnelle (Flask + HTML/CSS/JS) avec un thème dark premium.

python app.py
# → http://localhost:5000

Pages disponibles (20 pages interactives)

TP	Pages	Fonctionnalités
TP1	César, Vigenère, Hill, OTP	Chiffrer/déchiffrer/cryptanalyser en temps réel
TP2	RC4, DES/3DES, AES, NIST Finalists	Modes ECB/CBC/CTR, benchmark, 4 finalistes NIST
TP3	RSA, Diffie-Hellman, ElGamal, ECC, Hybride	Génération de clés, MITM, ECDH, RSA+AES-GCM
TP4	Hash/Avalanche, MD5 Collision	Effet avalanche, SHA-256 from scratch, collision réelle
TP5	RSA-PSS, ECDSA, ElGamal Sign, DSA	Signer, vérifier, détecter la falsification
TP6	WiFi Chat, Bluetooth Chat, TCP/TLS Chat, Vote Paillier	Chat chiffré temps réel PC↔Android + vote homomorphe

Chaque bouton exécute le vrai code Python du TP — pas de simulation JavaScript.

📁 Structure du projet

Crypto_Project/
│
├── app.py                          🖥️  Backend Flask (API REST pour tous les TPs)
├── templates/index.html            📄  Interface web (20 pages SPA)
├── static/
│   ├── style.css                   🎨  Thème dark premium
│   └── app.js                      ⚡  Logique frontend
│
├── tp1_classique/                  📚 TP1 : Chiffres classiques
│   ├── cesar.py                    → César + IC + force brute
│   ├── vigenere.py                 → Vigenère + Kasiski + cryptanalyse automatique
│   ├── hill.py                     → Hill 2×2/3×3 + attaque à clair connu
│   ├── otp.py                      → One-Time Pad + vulnérabilité réutilisation
│   └── attacks/                    → Brute force, analyse fréquentielle, Kasiski
│
├── tp2_symetrique/                 🔒 TP2 : Chiffrement symétrique
│   ├── rc4.py                      → RC4 : KSA/PRGA + biais statistique
│   ├── des_modes.py                → DES/3DES : ECB vs CBC (faiblesse visuelle)
│   ├── aes_modes.py                → AES-128/192/256 : ECB/CBC/CTR + benchmark
│   └── nist_finalists/             → Twofish, Serpent, RC6, MARS
│
├── tp3_asymetrique/                🗝️ TP3 : Chiffrement asymétrique
│   ├── diffie_hellman.py           → DH + dérivation AES
│   ├── mitm_attack.py              → Attaque Man-in-the-Middle complète
│   ├── rsa.py                      → RSA-OAEP 1024/2048/4096
│   ├── hybrid_rsa_aes.py           → RSA + AES-256-GCM (mode production)
│   ├── elgamal.py                  → ElGamal + non-déterminisme
│   └── ecc.py                      → ECDH P-256 + ECIES
│
├── tp4_hachage/                    #️⃣ TP4 : Hachage
│   ├── md5_demo.py                 → MD5 cassé + collision Wang & Yu (2004)
│   ├── sha256_impl.py              → SHA-256 FROM SCRATCH (validé)
│   ├── sha512_demo.py              → SHA-512 + HMAC-SHA256/512
│   └── benchmark.py                → Benchmark MD5/SHA-256/SHA-512
│
├── tp5_signatures/                 ✍️ TP5 : Signatures numériques
│   ├── rsa_pss.py                  → RSA-PSS (probabiliste)
│   ├── elgamal_sign.py             → ElGamal Sign + vuln nonce (hack PS3)
│   └── dsa_ecdsa.py                → DSA-2048 + ECDSA P-256/P-384
│
├── tp6_application/                🌐 TP6 : Applications réseau INTERACTIVES
│   ├── tcp/server.py + client.py   → Chat TCP/TLS sécurisé (TLSv1.3)
│   ├── bluetooth/bt_server.py      → Bluetooth AES-GCM (Windows compatible)
│   │           + bt_client.py
│   ├── wifi_chat/udp_server.py     → Chat UDP chiffré (broadcast WiFi)
│   │            + udp_client.py
│   └── vote_electronique/          → Vote Paillier homomorphe (serveur + clients)
│
├── docs/                           📖 Guides détaillés TP6
│   ├── TP6_1_TCP_TLS.md
│   ├── TP6_2_Bluetooth.md
│   ├── TP6_3_WiFi_Chat.md
│   └── TP6_4_Vote_Paillier.md
│
├── tests/                          🧪 39 tests unitaires pytest
├── utils/                          🔧 Helpers, benchmark, logger
├── outputs/                        📊 Graphiques générés
└── requirements.txt

TP1 — Chiffres classiques

Objectif : Bases de la cryptographie et cryptanalyse.

#	Exercice	Fichier	Apprentissage
1.1	César	`cesar.py`	Décalage, IC ≈ 0.065 (français), force brute 26 clés
1.2	Vigenère	`vigenere.py`	Poly-alphabétique, Kasiski → longueur de clé, IC par sous-séquences
1.3	Hill	`hill.py`	Matrices mod 26, inversibilité, attaque à clair connu
1.4	OTP	`otp.py`	Sécurité parfaite, danger mortel de la réutilisation

python tp1_classique/cesar.py          # Chiffrement + cryptanalyse automatique
python tp1_classique/vigenere.py       # Vigenère + Kasiski
python tp1_classique/hill.py           # Matrices + attaque
python tp1_classique/otp.py            # XOR + démo vulnérabilité

TP2 — Chiffrement symétrique

Objectif : Chiffrements par flot et par blocs, modes opératoires, compétition NIST.

#	Exercice	Fichier	Apprentissage
2.1	RC4	`rc4.py`	KSA/PRGA, biais octet 2, vulnérabilité WEP
2.2	DES/3DES	`des_modes.py`	Feistel 16 tours, ECB vs CBC (patterns visibles)
2.3	AES	`aes_modes.py`	AES-128/192/256, ECB/CBC/CTR, nonce-reuse
2.4	NIST	`nist_finalists/`	Twofish, Serpent, RC6, MARS — pourquoi Rijndael a gagné

python tp2_symetrique/rc4.py
python tp2_symetrique/des_modes.py
python tp2_symetrique/aes_modes.py
python tp2_symetrique/nist_finalists/twofish_demo.py

⚠️ Ne JAMAIS utiliser ECB en production — les motifs du clair restent visibles dans le chiffré.

TP3 — Chiffrement asymétrique

Objectif : Échange de clés, chiffrement à clé publique, attaques, mode hybride.

#	Exercice	Fichier	Apprentissage
3.1	Diffie-Hellman	`diffie_hellman.py`	Échange de clés, dérivation AES
3.1b	MITM	`mitm_attack.py`	Mallory intercepte et remplace les clés publiques
3.2	RSA	`rsa.py`	RSA-OAEP, benchmark multi-tailles, export PEM
3.2b	Hybride	`hybrid_rsa_aes.py`	RSA chiffre la clé AES, AES chiffre les données
3.3	ElGamal	`elgamal.py`	Non-déterministe : `E(M)₁ ≠ E(M)₂`
3.4	ECC	`ecc.py`	Courbes elliptiques, ECDH P-256, ECIES

python tp3_asymetrique/diffie_hellman.py
python tp3_asymetrique/rsa.py
python tp3_asymetrique/elgamal.py
python tp3_asymetrique/ecc.py

TP4 — Fonctions de hachage

Objectif : Propriétés des fonctions de hachage, implémentation SHA-256, collisions.

#	Exercice	Fichier	Apprentissage
4.1	MD5	`md5_demo.py`	MD5 est cassé ! Collision Wang & Yu (2004) démontrée
4.2	SHA-256	`sha256_impl.py`	Implémentation from scratch, validée contre `hashlib`
4.3	SHA-512	`sha512_demo.py`	SHA-512 + HMAC-SHA256/512
4.4	Benchmark	`benchmark.py`	Comparaison performances MD5 vs SHA-256 vs SHA-512

python tp4_hachage/md5_demo.py         # Collision MD5 réelle
python tp4_hachage/sha256_impl.py      # SHA-256 from scratch
python tp4_hachage/benchmark.py        # Graphiques de performance

Effet avalanche : changer 1 bit d'entrée → ~50% des bits de sortie changent.

TP5 — Signatures numériques

Objectif : Signer, vérifier, détecter la falsification, comprendre les vulnérabilités.

#	Exercice	Fichier	Apprentissage
5.1	RSA-PSS	`rsa_pss.py`	Non-déterministe : `Sign(M)₁ ≠ Sign(M)₂`
5.2	ElGamal	`elgamal_sign.py`	Nonce réutilisé → clé privée compromise (hack PS3, 2010)
5.3	DSA/ECDSA	`dsa_ecdsa.py`	DSA-2048, ECDSA P-256, comparaison taille/vitesse

python tp5_signatures/rsa_pss.py
python tp5_signatures/elgamal_sign.py
python tp5_signatures/dsa_ecdsa.py

TP6 — Applications réseau

Objectif : Utiliser la cryptographie dans des applications réseau réelles et interactives — accessible depuis l'interface web, testable entre un PC et un Android sur le même réseau local.

NOUVEAU : Toutes les applications TP6 sont désormais intégrées dans le site web. Aucun terminal requis — ouvrez simplement http://localhost:5000 et naviguez vers TP6.

🌐 Accès Web (recommandé)

python app.py
# → http://localhost:5000  →  sidebar TP6

4 applications dans la sidebar TP6 :

#	Application	Room SocketIO	Chiffrement	PIN/Mot de passe
📡	WiFi Chat	`tp6-wifi`	AES-256-GCM	`CryptoLab2024` (défaut)
🔵	Bluetooth Chat	`tp6-bluetooth`	AES-256-GCM	`1234` (PIN défaut)
🔒	TCP/TLS Chat	`tp6-tcp`	AES-256-GCM	`TLS-Secret-2024` (défaut)
🗳️	Vote Paillier	—	Paillier homomorphe	—

📡 TP6.1 — WiFi Chat (Interface Web)

Chat UDP chiffré, simulé via WebSockets sur le réseau local.

Étape par étape — PC (Ethernet) + Android (WiFi)

1. Lancer le serveur sur le PC

cd Crypto_Project
python app.py

Le serveur affiche votre IP LAN :

[>] Reseau : http://192.168.100.49:5000   ← à noter
[>] Android: ouvrir http://192.168.100.49:5000 dans Chrome

2. Ouvrir le pare-feu Windows (si l'Android ne peut pas se connecter)

netsh advfirewall firewall add rule name="CryptoLab" dir=in action=allow protocol=TCP localport=5000

3. Sur le PC — rejoindre le chat

Ouvrir http://127.0.0.1:5000 dans Chrome
Sidebar → WiFi Chat
Nom : PC-Desktop | Mot de passe : CryptoLab2024
Cliquer 📡 Rejoindre WiFi Chat → statut passe à 🟢 Connecté

4. Sur l'Android — rejoindre le même chat

Connecter l'Android au même routeur WiFi
Ouvrir Chrome Android → http://192.168.100.49:5000
Sidebar → WiFi Chat
Nom : Android | Mot de passe : CryptoLab2024 (identique)
Cliquer 📡 Rejoindre WiFi Chat
Les deux appareils apparaissent dans Membres connectés

5. Chatter

Taper un message sur le PC → apparaît sur l'Android en temps réel
Taper un message sur l'Android → apparaît sur le PC
Chaque bulle affiche le badge 🔒 AES-256-GCM
Le panneau Détails cryptographiques montre le Nonce, Ciphertext et Tag pour chaque message

Architecture technique

PC Chrome                  Flask Server (app.py)         Android Chrome
   |                              |                              |
   |-- join_chat(tp6-wifi) ------>|                              |
   |                              |<--- join_chat(tp6-wifi) -----|
   |                              |                              |
   | [PBKDF2 → clé AES-256]       |                    [PBKDF2 → clé AES-256]
   | [AES-GCM encrypt(msg)]       |                              |
   |-- send_message(blob) ------->|                              |
   |                              |--- message_received(blob) -->|
   |                              |              [AES-GCM decrypt → texte clair]

Confidentialité : Le serveur Flask ne voit jamais le texte clair. Il relaye uniquement le blob chiffré opaque. La clé AES est dérivée côté client (navigateur) et n'est jamais envoyée au serveur.

🔵 TP6.2 — Bluetooth Chat (Interface Web)

Simulation du protocole Bluetooth RFCOMM avec appairage par PIN, chiffrement AES-256-GCM.

Différence par rapport au WiFi Chat :

Le PIN d'appairage remplace le mot de passe (simule le pairing Bluetooth)
Le salt PBKDF2 est différent (BluetoothPairingSalt) → clé AES différente
Les deux appareils doivent entrer le même PIN (ex: 1234)

Utilisation :

Sidebar → Bluetooth Chat
Nom : Mon-PC | PIN : 1234
Sur Android : Nom : Galaxy-S24 | PIN : 1234
Cliquer 🔵 Appairer et Rejoindre

Comportement cryptographique :

PIN "1234"  →  PBKDF2-SHA256 (100 000 itérations)  →  Clé AES-256
Message     →  AES-256-GCM(Nonce 96-bit)            →  Ciphertext + Tag 128-bit

🔒 TP6.3 — TCP/TLS Chat (Interface Web)

Simulation d'un canal TCP/TLS avec clé pré-partagée et chiffrement end-to-end AES-256-GCM.

Différence :

Utilise le salt TLSSalt2024 pour la dérivation PBKDF2
Simule un échange de clé TLS pré-négociée
Le serveur affiche explicitement qu'il ne peut pas lire les messages

Utilisation :

Sidebar → TCP/TLS Chat
Identifiant : Client-PC | Clé TLS : TLS-Secret-2024
Sur Android : Identifiant : Client-Android | même clé TLS
Cliquer 🔒 Connexion TLS

🗳️ TP6.4 — Vote Paillier (Interface Web)

Vote électronique homomorphe : le serveur additionne les votes chiffrés sans jamais voir les votes individuels.

Utilisation :

Sidebar → Vote Paillier
Cliquer sur les boutons OUI/NON pour configurer les votes
Cliquer 🗳️ Dépouiller (Paillier)
Le résultat est calculé sur des données chiffrées et révèle uniquement le total

🖥️ Mode terminal (scripts standalone)

Les scripts Python originaux restent disponibles pour une utilisation en ligne de commande :

# TCP/TLS (port 9443)
python tp6_application/tcp/server.py
python tp6_application/tcp/client.py 127.0.0.1

# Bluetooth simulé (port 9800)
python tp6_application/bluetooth/bt_server.py
python tp6_application/bluetooth/bt_client.py 127.0.0.1
python tp6_application/bluetooth/bt_server.py --simulate   # sans réseau

# WiFi UDP chiffré (port 9999)
python tp6_application/wifi_chat/udp_server.py
python tp6_application/wifi_chat/udp_client.py 127.0.0.1

# Vote Paillier (port 9500)
python tp6_application/vote_electronique/vote_server.py
python tp6_application/vote_electronique/vote_client.py 127.0.0.1

📖 Guides détaillés : voir le dossier docs/ pour les schémas réseau et instructions pas à pas.

🧪 Tests unitaires

# Tous les tests (39)
python -m pytest tests/ -v

# Un TP spécifique
python -m pytest tests/test_tp1.py -v
python -m pytest tests/test_tp3.py -v

Résultat attendu : 39 passed ✅

📖 Guides détaillés TP6

Chaque exercice réseau dispose d'un guide complet dans le dossier docs/ :

Guide	Contenu
`TP6_1_TCP_TLS.md`	Configuration réseau, pare-feu, VM bridge, certificats
`TP6_2_Bluetooth.md`	3 modes : simulation, 2 PC Windows, PC+smartphone
`TP6_3_WiFi_Chat.md`	Broadcast UDP, Wireshark, chat bidirectionnel
`TP6_4_Vote_Paillier.md`	Homomorphie additive, mode local et réseau

📦 Dépendances

Paquet	Usage
`cryptography`	RSA, ECDSA, ECDH, TLS, certificats X.509
`pycryptodome`	AES, DES, 3DES, RC4, GCM
`sympy`	Arithmétique symbolique (primalité, factorisation)
`matplotlib`	Graphiques (benchmark, biais RC4, ECB vs CBC)
`numpy`	Manipulation d'images
`phe`	Chiffrement homomorphe Paillier
`flask`	Interface graphique web
`flask-socketio`	WebSockets temps réel (TP6 Chat)
`eventlet`	Serveur async pour Flask-SocketIO
`pytest`	Tests unitaires

Node-forge (librairie JS) est chargé automatiquement depuis CDN — elle remplace WebCrypto API pour fonctionner sur HTTP (pas de HTTPS requis).

Tout installer :

pip install -r requirements.txt

❓ FAQ & Résolution de problèmes

Caractères spéciaux illisibles (Windows)

$env:PYTHONIOENCODING='utf-8'

`pybluez` ne s'installe pas sur Windows

C'est normal — pybluez ne supporte que Linux. Le module Bluetooth de CryptoLab utilise des sockets TCP sur Windows avec le même chiffrement AES-GCM. Utilisez --simulate pour tester sans réseau.

RSA refuse les clés 512 bits

La bibliothèque cryptography exige un minimum de 1024 bits pour RSA. Les démos utilisent 2048 bits par défaut.

Erreur `Cannot read properties of undefined (reading 'importKey')` sur Android

Cette erreur apparaît quand l'Android accède au chat via HTTP (pas HTTPS). La WebCrypto API du navigateur est bloquée sur HTTP pour des raisons de sécurité.

Solution appliquée dans ce projet : la bibliothèque node-forge (JavaScript pur) remplace WebCrypto. Elle implémente PBKDF2 et AES-256-GCM sans requérir HTTPS.

Si vous voyez encore cette erreur, videz le cache du navigateur Android :

Chrome Android → ... → Paramètres → Confidentialité → Effacer les données de navigation

`Connection refused` sur le chat web TP6

Vérifiez que python app.py tourne sur le PC
PC et Android doivent être sur le même routeur (Ethernet PC + WiFi Android = OK)
Ouvrez le port Flask dans le pare-feu Windows :

netsh advfirewall firewall add rule name="CryptoLab" dir=in action=allow protocol=TCP localport=5000

Sur l'Android, tapez l'IP LAN du PC (ex: http://192.168.100.49:5000), pas localhost

Les deux appareils se voient dans Membres mais les messages ne s'affichent pas

Cause : le mot de passe / PIN est différent entre les deux appareils. La clé AES dérivée est alors différente → le déchiffrement échoue silencieusement.

Solution : vérifier que le même mot de passe est saisi des deux côtés avant de rejoindre.

`Connection refused` sur TP6 (scripts terminal)

Vérifiez que le serveur est lancé dans un autre terminal
Vérifiez que les deux machines sont sur le même sous-réseau
Ouvrez le port dans le pare-feu Windows :

# TLS (port 9443)
netsh advfirewall firewall add rule name="CryptoLab-TLS" dir=in action=allow protocol=TCP localport=9443

# UDP Chat (port 9999)
netsh advfirewall firewall add rule name="CryptoLab-UDP" dir=in action=allow protocol=UDP localport=9999

# Vote (port 9500)
netsh advfirewall firewall add rule name="CryptoLab-Vote" dir=in action=allow protocol=TCP localport=9500

Les graphiques ne s'affichent pas

Les graphiques sont sauvegardés dans outputs/. Vérifiez que matplotlib et numpy sont installés.

👤 Auteur

Projet de Cryptographie Appliquée — 2026

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 6 Commits
docs		docs
static		static
templates		templates
tests		tests
tp1_classique		tp1_classique
tp2_symetrique		tp2_symetrique
tp3_asymetrique		tp3_asymetrique
tp4_hachage		tp4_hachage
tp5_signatures		tp5_signatures
tp6_application		tp6_application
utils		utils
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
app.py		app.py
crypto_project_architecture.svg		crypto_project_architecture.svg
requirements.txt		requirements.txt

Folders and files

Latest commit

History

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🔐 CryptoLab Pro — Laboratoire de Cryptographie Appliquée

📋 Table des matières

🚀 Installation rapide

Prérequis

3 étapes

Commande unique (PowerShell)

🖥️ Interface graphique web

Pages disponibles (20 pages interactives)

📁 Structure du projet

TP1 — Chiffres classiques

TP2 — Chiffrement symétrique

TP3 — Chiffrement asymétrique

TP4 — Fonctions de hachage

TP5 — Signatures numériques

TP6 — Applications réseau

🌐 Accès Web (recommandé)

📡 TP6.1 — WiFi Chat (Interface Web)

Étape par étape — PC (Ethernet) + Android (WiFi)

Architecture technique

🔵 TP6.2 — Bluetooth Chat (Interface Web)

🔒 TP6.3 — TCP/TLS Chat (Interface Web)

🗳️ TP6.4 — Vote Paillier (Interface Web)

🖥️ Mode terminal (scripts standalone)

🧪 Tests unitaires

📖 Guides détaillés TP6

📦 Dépendances

❓ FAQ & Résolution de problèmes

Caractères spéciaux illisibles (Windows)

pybluez ne s'installe pas sur Windows

RSA refuse les clés 512 bits

Erreur Cannot read properties of undefined (reading 'importKey') sur Android

Connection refused sur le chat web TP6

Les deux appareils se voient dans Membres mais les messages ne s'affichent pas

Connection refused sur TP6 (scripts terminal)

Les graphiques ne s'affichent pas

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`pybluez` ne s'installe pas sur Windows

Erreur `Cannot read properties of undefined (reading 'importKey')` sur Android

`Connection refused` sur le chat web TP6

`Connection refused` sur TP6 (scripts terminal)

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