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Exercice 1 #
-
Citer trois encodages différents permettant de représenter des chaînes de caractères en mémoire.
-
Lesquels utilisent une taille fixe ?
-
Dans la mémoire on lit l’octet
0x41de représentation binaire0100 0001et valant 65. Est-ce une lettre ? Si oui laquelle ? Un nombre ? -
Plaçons-nous à la place d’une machine incapable de comprendre la signification d’un texte.
On reçoit un paquet d’octets supposés représenter du texte dont on ne connait pas l’encodage.
- Peut-on savoir s’il est encodé en ASCII ? Comment ?
- Peut-on savoir s’il est encodé en UTF-8 ? Comment ?
- Et sinon ? Peut-on être confiant qu’en au fait qu’il soit encodé d’une manière ou d’une autre ?
Exercice 2 - Chiffrement de César #
Le chiffrement de César est un des premiers algorithmes de chiffrement documenté. Soit-disant utilisé par Jules César lui-même, il consiste à décaler chaque lettre d’un texte de trois position dans l’alphabet.
Ainsi A devient D, B devient E etc.
Arrivée à la fin de l’alphabet, on recommence au début : X devient A, Z devient C
Pour décoder un message, on applique la transformation inverse.
Il est simple d’écrire une fonction de chiffrement en 5 lignes de Python. La fonction de déchiffrement nécessite alors de changer un seul symbole !
Voici l’aide des fonctions ord et chr
Help on built-in function ord in module builtins:
ord(c, /)
Return the Unicode code point for a one-character string.
Help on built-in function chr in module builtins:
chr(i, /)
Return a Unicode string of one character with ordinal i; 0 <= i <= 0x10ffff.
-
Que produit l’instruction
ord("A")? -
Enchaînons :
chr(ord("A"))? -
Que faire pour obtenir un
"D"quand on passe un"A"? -
Englober le tout dans une première fonction
cesarqui prend une lettre et l’encode. -
La version précédente a deux défauts :
- Elle n’accepte qu’une lettre à la fois,
"X","Y"et"Z"ne sont pas encodés par des lettres.
-
À l’aide d’une boucle, résoudre le prermier problème.
Souvenons-nous que
"bonjour" + "Quentin" == "bonjourQuentin" -
Quelle opération Python permet d’obtenir le reste d’une division euclidienne ?
-
Version complète.
Afin de toujours obtenir une lettre, même pour
"X","Y"et"Z", nous allons :-
Ramener chaque entier entre 0 et 25.
Combien faut-il soustraire à
ord(lettre)pour qu’une majuscule renvoie toujours en entier entre 0 et 25 ? -
Ajouter 3.
-
Prendre un reste modulo 26.
-
Ajouter le même entier qu’à l’étape 1.
Écrire l’opération complète réalisée sur chaque lettre.
-
-
Englober le tout dans une fonction
cesarqui prend en paramètre une chaîne de caractère (seulement des lettres majuscules, aucune espace ni ponctuation) et renvoie sa version encodée.>>> cesar("BONJOUR") 'ERQMRXU' -
Écrire la fonction de décodage.
>>> decesar('ERQMRXU') 'BONJOUR' -
Dans certains forums old school, on trouve une fonction appelée
rot13et qui consiste à effectuer un chiffrement de César avec une clé valant 13 sur du texte ASCII.- Effectuez
x = rot13("ABC"). - Effectuez
rot13(x). - Que remarque-t-on ? Expliquer.
- Effectuez
Exercice 2 - Se déplacer dans la table ASCII #
Sous Linux, on consulte facilement une table ASCII à l’aide de la documentation :
$ man ascii
...
NAME
ascii - ASCII character set encoded in octal, decimal, and hexadecimal
Oct Dec Hex Char Oct Dec Hex Char
====================================================================
000 0 00 NUL '\0' (null character) 100 64 40 @
001 1 01 SOH (start of heading) 101 65 41 A
002 2 02 STX (start of text) 102 66 42 B
003 3 03 ETX (end of text) 103 67 43 C
004 4 04 EOT (end of transmission) 104 68 44 D
005 5 05 ENQ (enquiry) 105 69 45 E
006 6 06 ACK (acknowledge) 106 70 46 F
007 7 07 BEL '\a' (bell) 107 71 47 G
010 8 08 BS '\b' (backspace) 110 72 48 H
011 9 09 HT '\t' (horizontal tab) 111 73 49 I
012 10 0A LF '\n' (new line) 112 74 4A J
013 11 0B VT '\v' (vertical tab) 113 75 4B K
014 12 0C FF '\f' (form feed) 114 76 4C L
015 13 0D CR '\r' (carriage ret) 115 77 4D M
016 14 0E SO (shift out) 116 78 4E N
017 15 0F SI (shift in) 117 79 4F O
020 16 10 DLE (data link escape) 120 80 50 P
021 17 11 DC1 (device control 1) 121 81 51 Q
022 18 12 DC2 (device control 2) 122 82 52 R
023 19 13 DC3 (device control 3) 123 83 53 S
024 20 14 DC4 (device control 4) 124 84 54 T
025 21 15 NAK (negative ack.) 125 85 55 U
026 22 16 SYN (synchronous idle) 126 86 56 V
027 23 17 ETB (end of trans. blk) 127 87 57 W
030 24 18 CAN (cancel) 130 88 58 X
031 25 19 EM (end of medium) 131 89 59 Y
032 26 1A SUB (substitute) 132 90 5A Z
033 27 1B ESC (escape) 133 91 5B [
034 28 1C FS (file separator) 134 92 5C \ '\\'
035 29 1D GS (group separator) 135 93 5D ]
036 30 1E RS (record separator) 136 94 5E ^
037 31 1F US (unit separator) 137 95 5F _
040 32 20 SPACE 140 96 60 `
041 33 21 ! 141 97 61 a
042 34 22 " 142 98 62 b
043 35 23 # 143 99 63 c
044 36 24 $ 144 100 64 d
045 37 25 % 145 101 65 e
046 38 26 & 146 102 66 f
047 39 27 ' 147 103 67 g
050 40 28 ( 150 104 68 h
051 41 29 ) 151 105 69 i
052 42 2A * 152 106 6A j
053 43 2B + 153 107 6B k
054 44 2C , 154 108 6C l
055 45 2D - 155 109 6D m
056 46 2E . 156 110 6E n
057 47 2F / 157 111 6F o
060 48 30 0 160 112 70 p
061 49 31 1 161 113 71 q
062 50 32 2 162 114 72 r
063 51 33 3 163 115 73 s
064 52 34 4 164 116 74 t
065 53 35 5 165 117 75 u
066 54 36 6 166 118 76 v
067 55 37 7 167 119 77 w
070 56 38 8 170 120 78 x
071 57 39 9 171 121 79 y
072 58 3A : 172 122 7A z
073 59 3B ; 173 123 7B {
074 60 3C < 174 124 7C |
075 61 3D = 175 125 7D }
076 62 3E > 176 126 7E ~
077 63 3F ? 177 127 7F DEL
- Que désigne “l’octal” auquel la documentation se réfère ?
- Donner la représentation binaire du “A”, représenté en mémoire par l’entier 65.
- Recommencer avec le “a”.
- Comment passer facilement d’une lettre majuscule à sa version minuscule quand on dispose de la représentation binaire ?
- À quelle opération mathématique cela correspond-t-il ?
Exercice 3 #
Nous allons étudier ce que fait l’instruction Python suivante :
open("ascii_table.txt", "wb").write(bytearray(range(32, 128)))
Elle est composée de trois parties :
open( ... ).write( ... )bytearray(range(32, 128))
Questions #
-
Que fait l’instruction
range(32, 128)? -
L’instruction
bytearray( ... )lorsqu’on lui passe une séquence itérable d’entiers entre 0 et 255 produit un tableau d’octets qu’on peut écrire dans un fichier. Que va produirebytearray(range(32, 128))? -
L’instruction
open( fichier, mode)ouvre un fichier selon le mode fourni parmode. Lemodeest donné par une chaîne de caractères et voici un extrait de la documentation python :========= =============================================================== Character Meaning --------- --------------------------------------------------------------- 'r' open for reading (default) 'w' open for writing, truncating the file first 'x' create a new file and open it for writing 'a' open for writing, appending to the end of the file if it exists 'b' binary modeQue fait le mode
wb? -
Le premier paramètre de la fonction
open, dans l’instruction plus haut estascii_table.txt.
Voici un extrait de la documentation Python
open(file, mode='r', encoding=None, ... )
Open file and return a stream. Raise OSError upon failure.
file is either a text or byte string giving the name (and the path
if the file isn't in the current working directory) of the file to
be opened
Quel est le résultat de l’instruction open("ascii_table.txt", "wb") ?
- Appliquée à un fichier ouvert en mémoire, la méthode
writeen mode accepte en paramètre soit une chaîne de caractère, soit une collection itérable d’octets (bytearray).
Maintenant que nous avons étudié toutes les parties, quel devrait-être le résultat de l’instruction complète ?
-
Vérifier en exécutant l’instruction.
Si vous utilisez Basthon, vous pouvez consulter le contenu du fichier avec :
>>> open("ascii_table.txt").read()Qui va ouvrir le fichier en mode lecture et vous afficher son contenu sous la forme d’une chaîne de caractères.
Exercice 4 - Un peu d’UTF-8 #
On l’a vu, l’encodage ASCII est limité à 127 caractères. Afin de dépasser cette limite assez de caractères pour toutes les langues il a fallu ruser. L’encodage UTF-8 permet :
- de représenter un texte ne comportant que des caractères ASCII sans le changer,
- de représenter jusqu’à $2^{31}$ symboles,
- de reconnaître tous les symboles qu’il encode manière unique.
Afin d’éviter les confusions, certains bits sont réservés :
Voici un extrait de la documentation obtenue avec $ man utf-8 :
The following byte sequences are used to represent a character.
The sequence to be used depends on the UCS code number of the character:
0x00000000 - 0x0000007F:
0xxxxxxx
0x00000080 - 0x000007FF:
110xxxxx 10xxxxxx
0x00000800 - 0x0000FFFF:
1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0x00010000 - 0x001FFFFF:
11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0x00200000 - 0x03FFFFFF:
111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0x04000000 - 0x7FFFFFFF:
1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
The xxx bit positions are filled with the bits of the character code
number in binary representation, most significant bit first
(big-endian). Only the shortest possible multibyte sequence which can
represent the code number of the character can be used.
Sur chaque paire de ligne, on lit d’abord les nombres encodés, représentés en hexadécimal puis les bits qu’ils peuvent occuper.
Ainsi pour tous les nombres entre 0x00000000 et 0x0000007F on utilise uniquement
les bits 0xxxxxxx
-
En quoi cela-permet-t-il d’assurer la compatibilité avec ASCII ?
-
Comment-sait-on qu’un caractère est encodé sur 2 octets ? 3 octets ?
-
Donner les bits de la représentation utf-8 du caractère unicode
0xa9(le signe copyright). -
Un caractère est encodé par les bits :
11100010 10001001 10100000- Combien d’octets occupe-t-il en mémoire ?
- Convertir chaque octet en hexadécimal et déterminer sur internet à quel symbole il correspond.
Exercice 5 - base64 #
-
Reprendre les caractéristiques de l’encodage base64 vues en cours
-
Encoder les mots :
wok tir 666un texte composé de caractères ASCII est-il toujours lisible après encodage en base64 ?
-
Encoder les mots :
rave 12345 -
Décoder depuis base64 les mots :
YXpl bnNp bnNpIHN1cGVy ZnJhbmNlOTg=Ces deux chaînes encodent-elles des phrases de la même longueur ? Justifier.
-
Depuis Python
La calculatrice numworks ne permet pas de tester l’encodage base64 mais Python installé sur votre téléphone ou une version en ligne permettent de tester l’encodage et le décodage base64
Pour encoder un texte :
>>> import base64 >>> base64.b64encode(b"salut") b'c2FsdXQ=' >>> base64.b64decode(b'SGkh') b'Hi!'Vérifier vos réponses aux questions 1 et 2 avec Python (sur mobile ou en ligne si nécessaire).
Exercice 6 - Latin cochon #
Pour écrire en Latin cochon, on transforme chaque mot commençant par une consonne selon la recette suivante :
- on déplace la première lettre à la fin du mot,
- on rajoute le suffixe
UM
Par exemple VITRE devient ITREVUM
Les mots commençant par une voyelle ne sont pas transformés.
- Écrire une fonction qui transforme un mot en latin-cochon.
- Écrire une fonction utilisant la précédente qui transforme une phrase en latin-cochon.
On suppose que les mots sont tous en majuscule et que les mots sont séparés par des espaces sans ponctuation.
Rappel :
- Les chaînes de caractère ne sont pas mutables, il faut en créer d’autres
- On peut séparer une chaîne de mots avec
phrase.split(" ") - On peut regrouper une liste de mots avec
" ".join(mots)
consonnes = "BCDFGHJKLMNPQRSTVWXZ"
def mot_latin_cochon(mot: str) -> str:
pass
def phrase_latin_cochon(phrase: str) -> str:
pass