Confusion et diffusion
Les deux principes de conception de Claude Shannon : masquer le lien entre la clé et le texte chiffré, et étaler les statistiques du texte clair sur l'ensemble.
Shannon les énonce dans un rapport classifié de 1945, publié en 1949 sous le titre Communication Theory of Secrecy Systems. La confusion signifie que chaque bit du texte chiffré doit dépendre de la clé de façon complexe et non linéaire. La diffusion signifie que l'inversion d'un seul bit du texte clair doit modifier de nombreux bits du texte chiffré, afin que fréquences et motifs ne transparaissent pas.
Les chiffres classiques n'en réussissaient qu'un, au mieux : la substitution apporte un peu de confusion, la transposition un peu de diffusion, et l'analyse fréquentielle les avalait tous deux au petit-déjeuner. Les chiffrements par bloc modernes alternent les deux à chaque tour — S-boxes pour la confusion, permutations et mélange linéaire pour la diffusion. DES et AES sont pour l'essentiel la recette de Shannon répétée jusqu'à ce que l'effet d'avalanche se déclenche.