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Question de mathsMathsDénombrement

Combien de caractères faut-il pour qu'un mot de passe soit sûr ?

Un mot de passe de 8 lettres minuscules se trouve en 21 secondes à 10 milliards d'essais par seconde ; 12 caractères parmi 94 demandent 1,5 million d'années. Le nombre de p-uplets, n puissance p, mesure la sécurité.

Grand oral session 2027 : exposé de 10 minutes debout, puis 10 minutes d'échange, sans calculatrice. Plan prévu pour 10 min.

Pourquoi cette question : un modèle d'introduction

Le jury attend que vous expliquiez pourquoi vous avez choisi la question. Inspirez-vous de ce modèle, mais racontez votre propre parcours.

Les sites internet m'imposent des mots de passe avec majuscules, chiffres et symboles, et je trouvais ces règles arbitraires. En étudiant le dénombrement en terminale, j'ai compris qu'elles se justifient par un calcul simple : le nombre de mots de passe possibles. J'ai voulu chiffrer ce que gagne chaque règle.

L'enjeu et les notions du programme

Dénombrer des p-uplets d'un ensemble fini et comparer des croissances : pourquoi la longueur compte plus que la variété des caractères.

Mathématiques

  • Nombre de p-uplets d'un ensemble à n éléments : n^(p) (terminale)
  • Principe multiplicatif (terminale)
  • Puissances de 10, ordres de grandeur (seconde)
  • Logarithme pour comparer des puissances (terminale)

Le plan de l'exposé en 10 min

  1. 1. Introduction : une attaque par force brute

    1,5 min

    Un pirate qui a volé une base de mots de passe chiffrés les teste un par un. Avec du matériel spécialisé, on peut compter de l'ordre de 10¹⁰ essais par seconde. Problématique : combien de mots de passe faut-il pour qu'une telle attaque devienne impossible ?

  2. 2. Compter les mots de passe

    3,5 min

    Un mot de passe de p caractères choisis dans un alphabet de n symboles est un p-uplet : chaque position offre n choix, et par le principe multiplicatif il y a n^(p) mots de passe.

    Avec 26 minuscules et 8 caractères : 26⁸≈2,1×10¹¹, soit 21 secondes d'attaque. Avec les 94 caractères imprimables du clavier : 94⁸≈6,1×10¹⁵, environ 7 jours. Avec 12 caractères parmi 94 : 94¹²≈4,8×10²³, soit environ 1,5 million d'années.

  3. 3. Longueur ou variété ?

    3,5 min

    Comparons : passer de 26 à 94 symboles sur 8 caractères multiplie le nombre par (94/26)⁸≈3×10⁴. Ajouter 4 caractères à un mot de passe en minuscules (26¹² au lieu de 26⁸) le multiplie par 26⁴≈4,6×10⁵.

    Avec le logarithme : ln(n^(p))=pln n. La sécurité croît linéairement avec la longueur p, mais seulement comme ln n avec la taille de l'alphabet. Une phrase de passe longue en minuscules (16 lettres : 26¹⁶≈4,4×10²²) est aussi sûre qu'un mot de passe court et compliqué, et bien plus facile à retenir.

  4. 4. Conclusion

    1,5 min

    Un mot de passe sûr compte au moins 12 caractères variés ou une phrase de passe d'au moins 16 lettres. Le dénombrement montre que la longueur est le levier principal. J'ouvre sur les limites du modèle : un mot de passe composé de mots du dictionnaire ou d'une date de naissance se devine bien plus vite que par force brute.

Ce que j'écris au tableau

Pas de calculatrice ni de support numérique : un calcul clé écrit au tableau rend l'exposé concret et montre la solidité des connaissances.

nombre de mots de passe =n^(p) durée =n^(p)/10¹⁰ s
26⁸≈2,1×10¹¹ (21 s ) 94⁸≈6,1×10¹⁵ (7 jours ) 94¹²≈4,8×10²³ (1,5×10⁶ ans )
ln(n^(p))=pln n

Conclusion : la réponse à la question

Le nombre de mots de passe possibles est n^(p) : il croît exponentiellement avec la longueur et seulement logarithmiquement avec la taille de l'alphabet. D'où le conseil des spécialistes : privilégier la longueur.

Les questions probables du jury

Pendant les 10 minutesd'échange, le jury vous fait préciser et approfondir, sur tout le programme de vos spécialités en lien avec la question.

Justifiez le principe multiplicatif pour n^(p).

Le premier caractère a n choix ; pour chacun, le deuxième en a n, etc. On obtient n× n×…× n=n^(p) possibilités.

Combien de mots de passe de 8 caractères sans répétition parmi 26 lettres ?

C'est un arrangement : 26×25×…×19=26!/18!≈6,3×10¹⁰, environ trois fois moins que 26⁸.

Combien faut-il de caractères en minuscules pour égaler 12 caractères parmi 94 ?

On veut 26^(p)≥94¹², soit p≥12×ln94/ln26≈16,8 : 17 lettres.

Qu'appelle-t-on l'entropie d'un mot de passe ?

Le nombre de bits log₂(n^(p))=plog₂n. Avec 12 caractères parmi 94, environ 79 bits.

Une attaque peut-elle tester tous les mots de passe en moyenne plus vite ?

En moyenne, le pirate trouve le bon mot de passe après avoir testé la moitié des possibilités : les durées sont à diviser par 2, ce qui ne change pas les ordres de grandeur.

Les pièges qui coûtent des points

  • Confondre n^(p) et pⁿ.
  • Présenter la vitesse d'attaque comme une donnée exacte : c'est un ordre de grandeur.
  • Oublier que le modèle suppose un mot de passe choisi au hasard.

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