Dissertations / Theses: 'Cryptographie à clé secrète'

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Frixons, Paul. "Cryptographie à clé secrète et attaquant quantique dans le monde des télécommunications." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS339.

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Abstract:

Pour la cryptographie moderne, la sécurité d'un système est définie comme la somme des ressources nécessaires pour le briser. Avec la venue d'ordinateurs quantiques efficaces et les nouvelles possibilités algorithmiques que cela ouvre, ce montant de ressources est voué à changer. Dans cette thèse, nous effectuons un pas en direction d'une meilleure compréhension de cette menace quantique. Après une introduction au calcul quantique et à la cryptographie, nous montrons des attaques quantiques contre la fonction pseudo-aléatoire de Legendre sans requête en superposition et en mémoire quantique réduite. Par la suite, nous exposons une manière générale de transposer les attaques boomerang en algorithmique quantique ainsi que quelques applications. Nous continuons sur une méthode de doublement de taille de blocs pour les chiffrements à blocs inspirée sur le schéma Encrypt-Mix-Encrypt et nous en montrons la sécurité. Nous finissons par la construction d'une version quantique du protocole d'authentification de la 3G/4G/5G UMTS-AKA avant d'en montrer la sécurité ainsi que celle des primitives sous-jacentes Milenage et TUAK
For modern cryptography, the security of a system is defined as the sum of the resources required to break it. With the advent of efficient quantum computers and the new algorithmic possibilities that this opens, this amount of resource is destined to change.In this thesis, we take a step towards a better understanding of this quantum threat. After an introduction to quantum computation and cryptography, we show quantum attacks against the Legendre PRF in the setting without superposition queries and reduced quantum memory. Afterwards, we present a general way to transpose boomerang attacks into quantum attacks as well as some applications. We continue on a doubling method for block ciphers inspired by the Encrypt-Mix-Encrypt scheme and prove its security. We end by building a quantum version of the 3G/4G/5G UMTS-AKA authentication protocol before showing the security as well as the underlying primitives Milenage and TUAK

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Levieil, Eric. "Contributions à l'étude cryptographique de protocoles et de primitives à clé secrète." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077077.

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Abstract:

Cette thèse présente quatre avancées dans de nouveaux domaines cryptologiques. La première partie décrit deux extensions de la cryptographie classique, l’authentification à bas coût grâce aux protocoles de la famille HB, et les familles de permutations pseudo-aléatoires sur un groupe abélien. Pour l'authentification à bas coût, nous proposons un nouvel algorithme pour résoudre le problème LPN (Learning from Parity with Noise). En ce qui concerne les familles de permutations pseudo-aléatoires, nous généralisons des notions définies pour la caractéristique 2 au cas d'un groupe abélien quelconque, et nous proposons en exemple la conception d'un chiffrement par blocs prenant en entrée des blocs de 32 chiffres décimaux. Dans la seconde partie, nous nous intéressons au problème de l'évaluation cryptographique de fonctions. Ce problème peut être défini ainsi: plusieurs joueurs possédant chacun des entrées veulent calculer des fonctions dépendant de ces entrées. Malheureusement, échanger tout simplement leurs entrées est impossible à cause d'un problème. Celui-ci peut être de différentes natures. Nous nous focaliserons sur deux cas, à savoir celui où les entrées sont trop longues -cas par exemple de la correction de copies lorsque le correcteur n'est intéressé que par la note de l'étudiant; et celui où certains joueurs ne respectent le protocole que si c'est dans leur intérêt. C'est le cas du partage rationnel de secret
This thesis presents four subjects in cryptography. The first one is an improvement of the BKW algorithm, which is used to solve the Learning from Parity with Noise problem. The second one is the extension to arbitrary Abelian groups of cryptanalysis methods invented in characteristic 2. We apply the results to create a secure block cipher for sequences of decimal ciphers. Then we solve the problem of multiparty computation in two particular cases; the first one could be used when the bandwith is limited, and the second one deals with rational players. We propose an efficient protocol for solving the problem of rational secret sharing for two players

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Minier, Marine. "Preuves d'analyse et de sécurité en cryptologie à clé secrète." Limoges, 2002. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/76ab2f2d-335d-4a02-a7cb-07acf674388e/blobholder:0/2002LIMO0055.pdf.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse, pour l'essentiel, à deux des principaux aspects de la cryptologie symétrique, à savoir la cryptanalyse et l'étude des preuves de sécurité des algorithmes de chiffrement par blocs. Une attaque contre un schéma de signature à clé publique est également présentée. Après avoir décrit dans une première partie les principales techniques de conception et d'analyse d'algorithmes de chiffrement par blocs, nous développons, dans une deuxième partie, trois cryptanalyses réalisées durant cette thèse. La première est une attaque nommée cryptanalyse stochastique menée sur une version à huit étages de l'algorithme Crypton, candidat de l'Advanced Encryption Standard (AES). La seconde cryptanalyse, qui constitue une amélioration de l'attaque dite par saturation, concerne une version à sept étages de l'AES. Nous développons enfin une attaque contre le schéma de signature à clé publique SFLASH utilisant une faiblesse particulière des paramètres de ce schéma. La troisième partie est consacrée aux preuves de sécurité des algorithmes de chiffrement par blocs dans le modèle dit de Luby et Rackoff. Après avoir décrit les notions de base nécessaires à la compréhension de telles preuves, en nous appuyant principalement sur les travaux de J. Patarin et S. Vaudenay, nous présentons de nouveaux résultats de sécurité prouvée obtenus sur deux variantes du schéma de Feistel
This thesis concerns, essentially, two principal aspects of symmetric cryptology

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Videau, Marion. "Critères de sécurité des algorithmes de chiffrement à clé secrète." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011927.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur les critères de sécurité des
algorithmes de chiffrement à clé secrète et ont été menés suivant deux
axes. Le premier concerne la sécurité des chiffrements symétriques
itératifs par blocs contre les attaques par distingueur sur le dernier
tour. Les résultats portent en particulier sur la généralisation d'une
attaque différentielle d'ordre supérieur menée sur l'algorithme
MISTY1. L'origine de cette attaque ainsi que de sa généralisation a pu
être expliquée grâce aux propriétés du spectre de Walsh des fonctions
de non-linéarité maximale utilisées. Ainsi il a été possible
d'élaborer une attaque générique sur tous les chiffrements de Feistel
à cinq tours utilisant des fonctions dont le spectre de Walsh est
divisible par une grande puissance de 2 car cette propriété permet
d'obtenir une borne supérieure sur le degré de la composition de
telles fonctions, nettement plus faible que la borne
triviale. Cette attaque suggère ainsi un nouveau critère de sécurité
qui porte sur la divisibilité du spectre de Walsh des fonctions de
tour utilisées dans les chiffrements itératifs par blocs. La deuxième
partie de la thèse porte sur l'étude des fonctions booléennes
symétriques, et en particulier sur l'existence éventuelle de
propriétés cryptographiques. À partir d'une propriété structurelle de
périodicité d'une représentation d'une fonction booléenne symétrique,
les propriétés de degré algébrique, d'équilibre, de résilience, de
critère de propagation et de non-linéarité ont été étudiées, ce qui a
permis d'améliorer les résultats existants. Par ailleurs, le calcul
explicite du spectre de Walsh des fonctions booléennes symétriques de
degré 2 et 3 a été réalisé, ainsi que la détermination de toutes les
fonctions symétriques équilibrées de degré inférieur ou égal à 7,
indépendamment du nombre de variables.

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Labbe, Anna. "Conception de crypto-mémoires basées sur les algorithmes à clé secrète (DES et AES) et sur l'architecture de mémoires SRAM." Aix-Marseille 1, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX11046.

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Abstract:

La cryptographie est une science très ancienne qui a trouvé un nouveau souffle grâce aux développements des réseaux de communication, tel que Internet, pour la transmission d'informations confidentielles. Dans ce travail, le principal objectif est de rechercher de nouvelles architectures pour l'implantation matérielle des algorithmes de cryptographie à clé secrète notamment Data Encryption Standard (DES) et son successeur Advanced Encryption Standard (AES). Notre choix a été de modifier l'architecture des mémoires SRAM afin de permettre la conception d'un nouveau circuit que nous avons nommé "Crypto-Mémoire". Ce circuit est capable de réaliser deux fonctions : l'exécution des opérations typiques d'un SRAM et le chiffrement des données stockées dans la mémoire selon l'algorithme DES ou AES. Dans cette thèse, nous avons donc donné une nouvelle fonctionnalité aux mémoires SRAM afin de supprimer des transferts de données et par conséquent d'augmenter le niveau de sécurité d'un SoC.

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Handschuh, Helena. "Cryptanalyse et sécurité des algorithmes a clé secrète." Paris, ENST, 1999. http://www.theses.fr/1999ENST0037.

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Abstract:

La sécurité des algorithmes à clé secrète est un sujet qui intéresse de près la communauté scientifique ainsi que les industriels. Depuis la découverte de la cryptanalyse différentielle et linéaire, d'innombrables nouvelles attaques ont été publiées. Dans ce mémoire, nous développons tout d'abord les attaques génériques qui ne nécessitent pas la connaissance de la structure interne de l'algorithme, mais permettent néanmoins d'extraire les clés d'un grand nombre de modes multiples ou bien de constructions visant à doubler la taille d'un bloc. Ces attaques s'appliquent à divers schémas à base de dés. Nous montrons ensuite comment la moindre faiblesse permettant de distinguer une situation du cas aléatoire permet d'extraire de l'information, voire même la clé secrète de divers types d'algorithmes, y compris seal et rc6. Ces attaques appartiennent à une clause beaucoup plus large comprenant toutes les approches spécifiques à un algorithme donne. Enfin, un nouveau type d'approche s'est intensifie ces deux dernières années. Au-delà des attaques théoriques que l'on peut mener sur tout algorithme, il faut également prendre en compte l'environnement dans lequel celui-ci est utilisé. Il existe souvent un canal cache qui permet d'obtenir des données de type temps d'exécution, courant consomme, valeur d'un bit a un instant donne. Comme le montrent les exemples du des et de rc5, il s'avère que ces fuites d'information sont la plupart du temps fatales a la sécurité de l'algorithme.

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Coron, Jean-Sébastien. "Cryptanalyses et preuves de sécurité de schémas à clé publique." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2001. http://www.theses.fr/2001EPXX0008.

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Delerablée, Cécile. "Cryptographie dans les groupes." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077111.

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Abstract:

Ces protocoles font intervenir des groupes d'utilisateurs, administrés (ou non) par une ou plusieurs autorités. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la cryptographie dans les groupes, et nous en étudions les deux principales primitives, qui sont la signature (de groupe) et le chiffrement (broadcast). Dans une première partie, nous présentons les outils mathématiques et divers problèmes algorithmiques utiles par la suite, ainsi que les notions de signature et de chiffrement à clé publique. La seconde partie concerne les signatures de groupe. Nous proposons un nouveau schéma, ainsi qu'une nouvelle primitive (illustrée par un nouveau schéma), plus générale. Enfin, nous traitons le sujet du chiffrement dans les groupes, généralement appelé chiffrement broadcast. Nous présentons trois nouvelles contributions liées à ce sujet. Ainsi, nous améliorons l'efficacité de schémas existants, et proposons de nouvelles primitives, apportant de nouvelles fonctionnalités tout en respectant des contraintes d'efficacité
Since the apparition of public-key cryptography, many protocols have been introduced in multi-user contexts. Those protocols involve groups of users, managed (or not) by one or several authorities. In this thesis, we focus on cryptography in groups, and study the two major primitives, which are (group) signature and (broadcast) encryption. In a first part, we present the mathematical tools and some computational problems which are usefull later, as well as the concepts of public-key signature and encryption. The second part focus on group signatures. We propose a new scheme, and a new primitive (illustrated by a new scheme), more general. Finally, we study encryption schemes in groups, usually called broadcast encryption schemes. We present three contributions about this notion. Thus we improve the efficiency of some existing schemes, and propose some new primitives, bringing new functionalities, with respect to efficiency constraints

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Chevallier-Mames, Benoit. "Cryptographie à clé publique : constructions et preuves de sécurité." Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077008.

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Abstract:

Le concept de cryptographie à clé publique, initiée par Whitfield Diffie et Martin Hellman, a donné naissance à une nouvelle ère de la cryptologie. Après la description de schémas sûrs de façon heuristique, la formalisation de modèles et de notions de sécurité a permis la naissance de la cryptographie à sécurité prouvée. Après un rappel des concepts mêmes de la cryptographie et des preuves par réduction, nous proposons de nouveaux schémas de signature et de chiffrement, tout en décrivant certains avantages sur les schémas existants. Ainsi, nous proposons deux nouveaux schémas de signature sûrs dans le modèle de l'oracle aléatoire, et exposons un nouveau schéma de signature sûr dans le modèle standard. Tous nos schémas possèdent une preuve fine et autorisent l'usages de coupons. Ensuite, nous décrivons un nouveau schéma de chiffrement, basé sur un nouveau problème algorithmique. Nous jetons également un nouveau regard sur la notion de padding universel, et montrons comment obtenir, pour un schéma de chiffrement basé sur l'identité, une preuve fine dans le modèle de l'oracle aléatoire. Dans une partie finale de cette thèse, nous abordons le thème de la sécurité des mises en oeuvre des algorithmes cryptographiques. Nous proposons ainsi des contre-mesures contre les attaques par canaux cachés, qu'elles soient simples (SPA) ou différentielles (DPA)
The public key cryptography concept, proposed by Whitfield Diffie et Martin Hellman, changed the cryptology world. After the description of first heuristically secure schemes, thé formalization of models and security notions has allowed the emergency of provable security. After some reminds about cryptography and security reduction, we propose new signature and encryption schemes, with some advantages over the existing Systems. Indeed, we propose two new signature schemes with a security proof in the random oracle model, and expose a new signature scheme which features a provable security in the standard model. All of these schemes feature both tight security and the possible use of coupons. Next, we describe a new encryption scheme, based on a new cryptographical problem. We also give another look to the universel paddings, and show how to obtain tight security for identity-based encryption schemes. In the last part of this thesis, we deal with the physical security of cryptographical software. We propose notably new efficient countermeasures against simple side-channel attacks (SPA) and differentiel side-channel attacks (DPA)

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Gérard, Benoît. "Cryptanalyses statistiques des algorithmes de chiffrement à clef secrète." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00577229.

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Abstract:

Les travaux exposés dans ce document portent essentiellement sur l'étude des cryptanalyses statistiques des chiffrements par blocs. Certains des résultats présentés sont cependant suffisamment généraux pour pouvoir être utilisés dans d'autres contextes comme les chiffrements à flot, les attaques par canaux cachés, ... Après avoir donné quelques notions de base nécessaires à la compréhension du document, l'on s'intéresse aux deux grandes familles de cryptanalyses statistiques : les cryptanalyses linéaires et cryptanalyses différentielles. Un état de l'art est effectué afin de pouvoir appréhender les différentes problématiques liées à ces cryptanalyses. Dans un second temps, le document présente les travaux effectués durant ces trois années de thèse. Ceux-ci portent en majorité sur l'analyse de la complexité en données et de la probabilité de succès des cryptanalyses statistiques. Est aussi présenté un algorithme de décodage des codes linéaires qui peut être utilisé pour retrouver la clef lors d'une cryptanalyse linéaire. Notons que deux attaques sont proposées sur des schémas de chiffrement reconnus. Une cryptanalyse linéaire multiple sur la totalité du DES et une cryptanalyse différentielle multiple sur 18 tours du chiffrement PRESENT. Ces deux attaques sont, à ce jour, les meilleures attaques connues de leur catégorie sur ces chiffrements. Enfin, un appendice contient tous les détails techniques et preuves calculatoires permettant d'obtenir les résultats importants de ce document.

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Bultel, Xavier. "Mécanismes de délégation pour les primitives de cryptographie à clé publique." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC100.

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Jaulmes, Eliane. "Analyse de sécurité des schémas cryptographiques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0016.

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Ionica, Sorina. "Algorithmique des couplages et cryptographie." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2010. http://www.theses.fr/2010VERS0013.

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Abstract:

Les couplages ont été utilisés pour la première fois en cryptographie pour des attaquer le problème du logarithme discret sur la courbe elliptique. Plus tard, des nombreux schémas cryptographiques à base de couplages sont proposés. Dans cette thèse, nous proposons l'utilisation des couplages pour l'étude des volcans d'isogénies et l'utilisation des isogénies pour l'implémentation efficace des couplages. Les volcans d'isogénies sont des graphes dont les noeuds sont des courbes elliptiques et les arrêts sont des isogénies entre les courbes. Les algorithmes permettant de parcourir ces graphes ont été donnés par Kohel (1996) et par Fouquet et Morain (2001). Néanmoins, à présent, il n'est pas possible de prédire, lorsqu'on veut faire un pas sur le volcan, la direction de ce pas. Supposons que la cardinalité de la courbe est connue. Étant donné un point d'ordre l sur la courbe, nous donnons une méthode de déterminer la direction de l'isogénie dont le noyau est engendré par ce point. Notre méthode, qui comprend seulement le calcul de quelques couplages, est très efficace et donne des algorithmes rapides pour le parcours des graphes d'isogénies. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous sommes interéssés au calcul du couplage sur des courbes elliptiques en forme d'Edwards. En utilisant une isogénie de degré 4, nous avons donné les premieres formules pour le calcul efficace des couplages sur les courbes d'Edwards
Pairings were used in cryptography for the first time to transform the elliptic curve discrete logarithm problem into a discrete logarithm problem in the finite field. Later on, it was shown that pairings could be used to build cryptosystems. In this thesis we propose the use of pairings in the study of isogeny volcanoes and the use of isogenies for efficient implementation of pairings. Isogeny volcanoes are graphs whose vertices are elliptic curves and whose edges are l-isogenies. Algorithms allowing to travel on these graphs were developed by Kohel in his thesis (1996) and later on, by Fouquet and Morain (2001). However, up to now, no method was known, to predict, before taking a step on the volcano, the direction of this step. Given a point P of order l on the elliptic curve, we develop a method to decide whether the subgroup generated by P is the kernel of a horizontal isogeny, a descending or an ascending one. Our method, which consists mainly in the computation of a small number of pairings, is very efficient and gives, in most cases, simple algorithms, allowing to navigate on the volcano. The second part of this thesis focuses on the implementation of pairings on elliptic curves in Edwards form. Using an isogeny of degree 4 from the Edwards curve to an elliptic curve in Weierstrass form, we gave the first efficient implementation of Miller's algorithm on Edwards curves. Our method has performances similar to implementations of the same algorithm on the Weierstrass form of an elliptic curve

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Canteaut, Anne. "Analyse et conception de chiffrements à clef secrète." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00095980.

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Abstract:

Les algorithmes de chiffrement symétriques (ou à clef secrète) sont
très largement répandus car ils sont les seuls à atteindre les débits
de chiffrement requis par la plupart des applications et à permettre
une mise en oeuvre sous forme d'un circuit de taille
raisonnable. Dans ce contexte, les travaux présentés dans ce mémoire
ont pour objet la conception de nouvelles attaques sur les algorithmes
symétriques et leur formalisation afin de mettre en évidence les
propriétés structurelles qui les rendent opérationnelles. Cette
approche conduit à de nouveaux critères de conception et à la
construction d'objets qui permettent de leur résister de manière
certaine. Cette étude s'articule notamment autour de l'idée que, pour
résister de manière sûre aux cryptanalyses connues et pour atteindre
de bonnes performances, un chiffrement symétrique doit utiliser des
objets aux propriétés exceptionnelles, dont la structure algébrique
forte ouvre paradoxalement une brèche exploitable dans une nouvelle
attaque. Ce principe est ici décliné pour les deux familles
d'algorithmes symétriques, les chiffrements à flot et les chiffrements
par blocs.

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Fuchsbauer, Georg. "Cryptographie dans les groupes." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077121.

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Abstract:

Nous mettons en avant la conception modulaire de protocoles cryptographiques et proposons des briques conduisant à des résultats efficaces. Cette thèse introduit ainsi deux primitives nommées signatures automorphes et signatures commutantes et exemplifie leur utilité en donnant plusieurs applications. Les signatures automorphes sont des signatures numériques dont les clés de vérification appartiennent à l'espace des messages, les messages et les signatures se composent d'éléments d'un groupe bilinéaire, et la vérification se fait en évaluant des équations de produit de couplages. Ces signatures, dont nous donnons des réalisations pratiques sous des hypothèses appropriées, présentent un partenaire parfait au système de preuves efficace de Groth et Sahai. Ensemble, ils nous permettent d'instancier les signatures de groupe, et pour la première fois de manière efficace les signatures en blanc à interaction minimale et les signatures par délégation anonymes. Les signatures commutantes étendent le chiffrement vérifiable comme suit : en plus de produire et chiffrer une signature de façon que la validité soit vérifiable, un signataire peut le faire même quand le message à signer est chiffré (et inconnu) ; donc, signature et chiffrement commutent. Notre réalisation combine les signatures automorphes avec les preuves Groth-Sahai, dont nous démontrons de nouvelles propriétés. Comme application, nous présentons la première implémentation d'accréditations anonymes délégables aux émissions et délégations non-interactives. En outre, notre schéma est plus efficace que les précédents. Toutes nos constructions sont prouvées sûres dans le modèle standard et sous des hypothèses non-interactives
We advocate modular design of cryptographic primitives and give building blocks to achieve this efficiently. This thesis introduces two new primitives called automorphic signatures and commuting signatures and verifiable encryption, and illustrates their usefulness by giving numerous applications. Automorphic signatures are digital signatures whose verification keys lie in the message space; messages and signatures consist of elements of a bilinear group, and verification is done by evaluating a set of pairing-product equations. These signatures, of which we provide practical instantiations under appropriate assumptions, make a perfect counterpart to the efficient proof System by Groth and Sahai. Together, they enables us to give thé first efficient instantiations of round-optimal blind signatures and anonymous proxy signatures, as well as a new fully secure group-signature scheme. Commuting signatures extend verifiably encrypted signatures as follows: in addition to encrypting a signature so that the validity of the plaintext can be verified, the signer can do so even if the message to sign is encrypted (and unknown); thus signing and encrypting commute. Our instantiation combines automorphic signatures with Groth-Sahai proofs, of which we show a series of useful properties. As an application, we give the first instantiation of delegatable anonymous credentials with non-interactive (and thus concurrently secure) issuing and delegation. Our scheme is also significantly more efficient than previous ones. All our constructions are proved secure in the standard model under non-interactive assumptions

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Izabachène, Malika. "L' anonymat dans les protocoles cryptographiques." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077182.

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Abstract:

L'anonymat est au cœur des questions de société : la révolution des technologies a énormément renforcé son importance. De grands acteurs de l'internet centralisent des données du domaine privé de tout un chacun, faisant aussi prendre conscience du risque pour les utilisateurs. Le but de cette thèse est de collecter des mécanismes permettant de garantir la confidentialité de données sensibles, en tentant de trouver un juste équilibre entre la prévention de la fuite de l'information, l'efficacité et le niveau de sécurité désiré. Nous commençons par un état de l'art illustrant les techniques de construction de protocoles anonymes. Nous nous intéressons ensuite au chiffrement à base d'identités, une primitive qui facilite la gestion des certificats des utilisateurs ; nous étendons le modèle de sécurité associé en considérant une nouvelle notion d'anonymat Notre étude porte ensuite sur les schémas de chiffrement à anonymat révocable : nous présentons un modèle et un schéma efficace résistant aux attaques par canaux subliminaux. Enfin, nous nous consacrons aux protocoles d'échange de clé à base de mot de passe où un client désire établir une clé de session authentifiée avec un serveur, mais de manière anonyme. Nous considérons le scénario à deux et trois parties, et proposons une application de notre nouvelle définition d'anonymat
Anonymity arises in several situations : the technological revolution of the Internet has strengthened its prominency, especially when networking websites store private information on users. The goal of this thesis is to review and elaborate anonymous mechanisms to establish an appropriate trade-off between the information leakage, efficiency and security. Firstly, we present a state-of-the-art of the techniques used for the design of anonymous protocols. Then, we focus on identity-based encryption, a primitive that simplifies certificates' management. We give a new definition of anonymity in this setting. We also consider anonymous schemes with revocable anonymity and consider subliminal channel attacks. We propose an efficient scheme and prove its security in a model that we intro-duce. Finally, we address anonymity in Passord-Based Key-Exchange (PAKE) protocols, where a user wants to establish a common session key with a server. We consider security of PAKE protocols in the two-or three-player setting, enhancing adversarial behaviors while keeping the user's identity private, which precisely consists in an application of our new definition of anonymity

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Lefranc, David. "Authentification asymétrique à bas coût et vérification assistée par ordinateur." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2024.

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Abstract:

Le concept d'authentification d'entités et/ou de données, mettant en jeu un prouveur et un vérifieur, est l'un des principaux axes de recherche de la cryptographie. Avec le très large déploiement des cartes à logique câblée et des étiquettes RFID, qui ne possèdent que de faibles capacités calculatoires, il devient indispensable de spécifier des mécanismes d'authentification à bas coût, aussi bien pour le prouveur que pour le vérifieur (simultanément dans le meilleur des cas). Cette thèse débute en présentant un état de l'art des procédés d'authentification, incluant notamment le protocole GPS, qui se trouve au coeur des travaux que nous avons menés. Nous proposons ensuite différentes modifications de ce protocole qui permettent d'obtenir, pour la première fois, une solution au problème de l'authentification asymétrique dans des composants à logique câblée. Puis nous présentons un protocole d'authentification utilisant les applications bilinéaires, qui nécessite moins de ressources calculatoires que tous ceux connus jusqu'alors. Enfin, nous formalisons la notion de "vérification assistée par serveur", qui consiste à déléguer une partie de la tâche de vérification à un serveur de calcul puissant mais non nécessairement de confiance, afin d'alléger la tâche calculatoire du vérifieur. Nous appliquons ce formalisme à deux solutions pratiques existantes et proposons une nouvelle méthode permettant de déléguer le calcul d'une application bilinéaire.

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Amblard, Zoé. "Cryptographie quantique et applications spatiales." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0113.

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Abstract:

Cette thèse réalisée en collaboration avec l’entreprise Thales Alenia Space, qui étudie les protocoles de cryptographie quantique à n parties en dimension d, a un double objectif. D’une part, nous analysons la famille des inégalités de Bell homogènes introduites par par François Arnault dans [1] afin de proposer des outils théoriques pour leur compréhension et leur implémentation à l’aide d’appareils optiques appelés ditters dont une représentation mathématique est donnée par Zukowski et al. dans [2]. Avec ces outils théoriques, nous proposons de nouveaux protocoles cryptographiques en dimension d qui sont décrits dans [3] et qui utilisent ces inégalités. D’autre part, nous étudions les avantages et inconvénients de la cryptographie quantique pour la protection des communications avec un satellite LEO en environnement bruité dans différents scénarios et, pour chacun de ces scénarios, nous concluons sur l’intérêt d’utiliser des protocoles de Distribution Quantique de Clés
This thesis in collaboration with Thales Alenia Space studies quantum cryptographic protocols for n parties in dimension d. We first analyze the family of Bell inequalities called homogeneous Bell inequalities introduces by François Arnault in [1] and we construct several theoretical tools for a better understanding of these inequalities. With these tools, we show how to implement the measurements required to test these inequalities by using optical devices calleds multiport beamsplitters and described by Zukowski et al. in [2]. We use these devices to construct new cryptographic protocols in dimension d called hdDEB which we describe in [3]. Then, we study advantages and drawbacks of the use of quantum cryptography to protect satellite links in a noisy environment. We consider several scenarios with LEO satellites and, for each of them, we conclude about the interest of using Quantum Key Distribution protocols

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Vial, prado Francisco. "Contributions to design and analysis of Fully Homomorphic Encryption schemes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV107/document.

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Abstract:

Les schémas de Chiffrement Complètement Homomorphe (FHE) permettent de manipuler des données chiffrées avec grande flexibilité : ils rendent possible l'évaluation de fonctions à travers les couches de chiffrement. Depuis la découverte du premier schéma FHE en 2009 par Craig Gentry, maintes recherches ont été effectuées pour améliorer l'efficacité, atteindre des nouveaux niveaux de sécurité, et trouver des applications et liens avec d'autres domaines de la cryptographie. Dans cette thèse, nous avons étudié en détail ce type de schémas. Nos contributions font état d'une nouvelle attaque de récuperation des clés au premier schéma FHE, et d'une nouvelle notion de sécurité en structures hierarchiques, évitant une forme de trahison entre les usagers tout en gardant la flexibilité FHE. Enfin, on décrit aussi des implémentations informatiques. Cette recherche a été effectuée au sein du Laboratoire de Mathématiques de Versailles avec le Prof. Louis Goubin
Fully Homomorphic Encryption schemes allow public processing of encrypted data. Since the groundbreaking discovery of the first FHE scheme in 2009 by Craig Gentry, an impressive amount of research has been conducted to improve efficiency, achieve new levels of security, and describe real applications and connections to other areas of cryptography. In this Dissertation, we first give a detailed account on research these past years. Our contributions include a key-recovery attack on the ideal lattices FHE scheme and a new conception of hierarchic encryption, avoiding at some extent betrayal between users while maintaining the flexibility of FHE. We also describe some implementations. This research was done in the Laboratoire de Mathématiques de Versailles, under supervision of Prof. Louis Goubin

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Perret, Ludovic. "Étude d'outils algébriques et combinatoires pour la cryptographie à clef publique." Université de Marne-la-Vallée, 2005. http://www.theses.fr/2005MARN0250.

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Abstract:

Cette thèse, dont le sujet est l’étude d’outils algébriques et combinatoires pour la cryptographie à clef publique, se place dans le contexte général de l’analyse de problèmes alternatifs aux problèmes de la théorie des nombres. Ici, nous avons étudié deux types de problèmes : ceux liés à des équivalences de polynômes et ceux reliés à la combinatoire des mots. Les problèmes d’Équivalence de Polynômes La cryptographie multivariée, c’est-à-dire la cryptographie utilisant des polynômes à plusieurs variables, offre un éventail relativement large de problèmes difficiles. C’est à un type de problèmes de cette famille qu’appartiennent les problèmes d’Équivalence de Polynômes. Dans la première partie de cette thèse, nous étudions deux aspects complémentaires de ces problèmes : à savoir leurs difficulté théorique et leurs résolution pratique : - D’un point de vue complexité théorique, nous montrons notamment que ces problèmes sont en général au moins aussi difficiles que le problème de l’Isomorphisme de Graphes. D’autre part, une vision unifiée de ces problèmes nous permet de donner une preuve originale que ces problèmes ne sont pas NP-durs. - D’un point de vue pratique, nous étudions un problème d’Équivalence de Polynômes particulier. Nous avons appelé ce problème Équivalence Linéaire de Polynômes (PLE). Brièvement, celui-ci consiste à retrouver un changement de variables linéaire entre deux ensembles de polynômes multivariés. Notons que la difficulté de ce problème garantit la sécurité d’un schéma d’authentification (resp. De signature). Nous présentons pour ce problème deux types d’algorithmes : le premier utilisant une approche géométrique de ce problème, et le second reposant sur une caractérisation différentielle de l’Équivalence Linéaire de Polynômes. Sur la sécurité de systèmes basés sur les mots. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous présentons le travail réalisé sur deux systèmes de chiffrement basés sur les mots. Concernant le premier schéma, celui de P. J. Abisha, D. G. Thomas et K. G. Subramanian, nous présentons deux algorithmes permettant de résoudre le problème sur lequel repose la sécurité de ce système. Dans le contexte d’une attaque à chiffré choisi, nous montrons en outre comment construire efficacement une clef équivalente à la clef secrète. Finalement nous montrons que le schéma de L. Siromoney et R. Mathew est également vulnérable à une attaque à chiffré choisi. Nos résultats prouvent ainsi la faiblesse de ces deux schémas

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Plantard, Thomas. "Arithmétique modulaire pour la cryptographie." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00112121.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse à l'arithmétique modulaire qui est utilisée dans différents domaines : traitement du signal, algorithmique, cryptologie... Dans cette thèse, nous nous focalisons sur l'arithmétique modulaire pour la cryptographie. En particulier, nous essayons de voir ce qui peut être fait pour optimiser les différents protocoles de la cryptographie à clé publique.
Cette thèse se divise en quatre parties.
La première partie est une introduction à la cryptographie à clé publique. Cette thèse ayant pour objectif d'améliorer les calculs modulaires, nous commençons par présenter dans quels contextes la cryptographie nécessite une arithmétique modulaire efficace. Les principaux protocoles (de ECC ou RSA) ont des besoins en arithmétiques modulaires.
La deuxième partie est un état de l'art sur les différents algorithmes existants pour effectuer une arithmétique modulaire complète : addition, inversion et multiplication. Nous y répertorions aussi les différentes classes de moduli existantes. Celle ci sont utilisées en particulier pour l'implantation des protocoles d'ECC.
Dans la troisième partie, nous proposons un nouveau système de représentation. Nous y exposons les outils algorithmiques pour effectuer une arithmétique optimisée pour une classe de moduli, ainsi que ceux nécessaires à une arithmétique modulaire pour tous les autres moduli.
Dans la dernière partie, nous regroupons plusieurs résultats concernant l'arithmétique modulaire pour de "petits" moduli. Nous proposons un algorithme de multiplication modulaire pour modulo variable, une amélioration des changements de base pour le RNS ainsi qu'une algorithmique basée sur une table mémoire.

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Biswas, Bhaskar. "Implementational aspects of code-based cryptography." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/52/30/07/PDF/thesis.pdf.

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Abstract:

Sur la plateforme de thèses en ligne Tel on trouve le résumé suivant : Nous présentons les détails d'implémentation du schema de chiffrement hybride McEliece (HyMES), développé avec Nicolas Sendrier, une version améliorée du cryptosystème de McEliece. Nous présentons une version modifiée du système d'origine (que nous appelons hybride). Il y a deux modifications, la première est augmente le taux d'information, la seconde réduit la taille de clé publique en faisant usage d'une matrice génératrice sous forme systématique. Nous allons montrer que la réduction de sécurité est la même que pour le système original. Nous décrivons ensuite les algorithmes de génération de clés, de chiffrement et de déchiffrement ainsi que leur mise en œuvre. Enfin nous donnerons quelques temps de calcul pour différents paramètres, nous les comparerons avec les attaques les plus connues, et nous discuterons du meilleur compromis. L'idée du schéma de McEliece est de masquer la structure du code au moyen d'une transformation de la matrice génératrice. La matrice génératrice transformée devient la clé publique alors que la clé secrete est la structure du code de Goppa ainsi que les paramètres de transformation. La sécurité repose sur le fait que le problème de décodage d'un code linéaire est NP-complet. Le cryptosystème de McEliece n'a pas eu autant de succès que le RSA, en grande partie à cause de la taille de la clé publique mais ce problème devient moins rédhibitoire avec les progrès du hardware. Notre objectif a été de mettre en œuvre un logiciel assez rapide qui pourra servir de référence. Nous présenterons également les détails algorithmiques de notre travail. L'ensemble du projet est disponible gratuitement à : http://www-roc. Inria. Fr / secret / CBCrypto / index. Php? pg = Hymes
Sur la plateforme de thèses en ligne Tel on trouve le résumé suivant : We present the implementation details of Hybrid McEliece Encryption Scheme (HyMES), a improved version of the original McEliece scheme developed with Nicolas Sendrier. We present a modified version of the original scheme (which we call hybrid). It has two modifications, the first increases the information rate by putting some data in the error pattern. The second reduces the public key size by making use of a generator matrix in systematic form. We will show that the same security reduction as for the original system holds. We then describe the key generation, the encryption and the decryption algorithms and their implementation. Finally we will give some computation time for various parameters, compare them with the best known attacks, and discuss the best trade-offs. The idea of McEliece scheme is to hide the structure of the code by means of a transformation of the generator matrix. The transformed generator matrix becomes the public key and the secret key is the structure of the Goppa code together with the transformation parameters. The security relies on the fact that the decoding problem for general linear code is NP-complete. While the RSA public-key cryptosystem has become most widely used, McEliece cryptosystem has not been quite as successful. Partly because of the large public key, which impose less problem with the advance in hardware today. Our aim has been to implement a fairly fast and concise software implementation that may be used as a reference benchmark. We present the algorithmic details of our implementation as well. That is to specify the algorithms we use and the way we use them. The whole project is freely available at http://www-roc. Inria. Fr/secret/CBCrypto/index. Php?pg=hymes

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Koussa, Eliane. "Analysis and design of post-quantum cryptographic algorithms : PKP-based signature scheme and ultra-short multivariate signatures." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG027.

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Abstract:

La construction d’un ordinateur quantique remettrait en cause la plupart des schémas à clef publique utilisés aujourd’hui. Par conséquent, il existe actuellement un effort de recherche important pour développer de nouveauxschémas cryptographiques post-quantique. En particulier, nous nous intéressons aux schémas post-quantiques dont la sécurité repose sur la dureté de la résolution de certains problèmes mathématiques tels que le problème PKP et leproblème HFE. Ce travail étudie d’abord la complexité de PKP. Et après une analyse approfondie des attaques connus sur PKP, nous avons pu mettre à jour certains résultats qui n’étaient pas précis, et fournir une formule de complexité explicite qui nous permet d’identifier les instances difficilesde ce problème et de donner des ensembles de paramètres sécurisés. PKP a été utilisé en 1989 pour développer le premier schéma d’identification à divulgation nulle de connaissance (ZK-IDS) qui a une implémentation efficace sur les cartes à puce. Dans un deuxième temps, nous optimisons le ZK-IDS basé sur PKP, puis nous introduisons PKP-DSS: un schéma de signature digitale basé sur PKP.Nous construisons PKP-DSS à partir du ZK-IDS basé sur PKP en utilisant la transformation Fiat-Shamir (FS) traditionnelle qui convertit les schémas d’identification en schémas de signature. Nous développons une implémentation àtemps constant de PKP-DSS. Il semble que notre schéma soit très compétitif par rapport aux autres schémas de signature FS post-quantiques. Étant donné que PKP est un problème NP-Complet et qu’il n’y a pas d’attaques quantiquesconnues pour résoudre PKP nettement mieux que les attaques classiques, nous pensons que notre schéma est post-quantique.D’autre part, nous étudions les schémas de signature à clé publique de type multivariés qui fournissent des signatures ultra-courtes. Nous analysons d’abord les attaques les plus connues contre les signatures multivariées, puis nous définissons les paramètres minimaux permettant une signatureultra-courte. Nous présentons également de nouveaux modes d’opérations spécifiques afin d’éviter des attaques particulières. Deuxièmement, nous fournissons divers exemples explicites de schémas de signature ultra-courts,pour plusieurs niveaux de sécurité classique, qui sont basés sur des variantes de HFE sur différents corps finis
The construction of large quantum computers would endanger most of the public-key cryptographic schemes in use today. Therefore, there is currently a large research effort to develop new post-quantum secure schemes. In particular, we are interested in post-quantum cryptographic schemes whose security relies on the hardness of solving some mathematical problems such as thePermuted Kernel Problem (PKP) and the Hidden Field Equations (HFE). This work investigates first the complexity of PKP. And after a thorough analysis of the State-of-theart attacks of PKP, we have been able to update some results that were not accurate, and to provide an explicit complexity formula which allows us to identify hard instances and secure sets of parameters of this problem. PKP was used in 1989 to develop the first Zero-Knowledge Identification Scheme (ZK-IDS) that has an efficient implementation on low-cost smart cards. In a second step, we optimize the PKP-based ZK-IDS and then we introduce PKP-DSS:a Digital Signature Scheme based on PKP. We construct PKP-DSS from the ZK-IDS based on PKP by using the traditional Fiat-Shamir (FS) transform that converts Identification schemes into Signature schemes. We develop a constant time implementation of PKP-DSS. It appears that our scheme is very competitive with other post-quantum FS signature schemes. Since that PKP is an NP-Complete problem and since there are no known quantum attacks for solving PKP significantly better than classical attacks, we believe that our scheme is post-quantum secure. On the other hand, we study multivariate public-key signature schemes that provide“ultra”-short signatures. We first analyze the most known attacks against multivariate signatures, and then define the minimal parameters that allow ultra-short signature. We also design some specific newmodes of operations in order to avoid particular attacks.Second, we provide various explicit examples of ultra-short signature schemes that are based on variants of HFE. We present parameters for several level of classical security: 80, 90, 100 bits in addition to 128, 192, and 256 bits; foreach level, we propose different choices of finite fields

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Laguillaumie, Fabien. "Signatures à vérification contrôlée basées sur des applications bilinéaires : conception et analyse de sécurité." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2008.

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Abstract:

Pour répondre à la demande croissante et variée de sécurisation des systèmes de communication, la cryptologie doit apporter des solutions adaptées, flexibles et efficaces. Parmi les besoins engendrés par ce phénomène, celui de l'authentification est fondamental. Dans cette thèse, nous analysons des primitives cryptographiques liées à l'authentification de l'origine des données. Ce sont des variantes de la signature numérique classique qui ont comme particularités de ne pouvoir être vérifiées que sous contrôle d'une entité spéciale, et de posséder des propriétés d'anonymat. Dans un premier temps, nous nous intéressons au concept de signatures indéniables que nous enrichissons en ajoutant une conversion temporelle des signatures. Nous menons une analyse précise de la sécurité de nouveaux schémas dans le modèle de l'oracle aléatoire, puis nous donnons un schéma de signatures indéniables dont la sécurité peut être prouvée dans le modèle standard. Par la suite, nous étudions une variante de ces signatures indéniables, appelées signatures dirigées, et proposons un nouveau schéma dont la sécurité est étudiée dans le modèle de l'oracle aléatoire. Finalement nous développons le concept de signatures à vérificateur désigné en étendant sa définition pour autoriser la présence de plusieurs vérificateurs, et proposons plusieurs schémas. Nous focalisons également notre étude sur une propriété d'anonymat du signataire. Les signatures présentées dans cette thèse sont basées sur les couplages de type Weil et Tate, récemment introduits en cryptographie. Ils apportent un degré de liberté supplémentaire pour concevoir des cryptosystèmes, et induisent les variantes du problème Diffie-Hellman sur lesquelles repose la sécurité de nos schémas. Nous introduisons en particulier l'astuce "xyz'' et le problème "xyz-DDH'' grâce à de simples observations qui nous permettent d'obtenir des compromis entre authenticité et anonymat.

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Fossier, Simon. "Mise en oeuvre et évaluation de dispositifs de cryptographie quantique à longueur d'onde télécom." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112188.

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Abstract:

La cryptographie quantique permet la distribution d’une clé de cryptage partagée entre deux interlocuteurs distants, tout en assurant la sécurité inconditionnelle de cette distribution grâce aux lois de la physique quantique et de la théorie de l’information. Nous avons réalisé un démonstrateur complet de cryptographie quantique, fondé sur un protocole pour lequel l’information est codée sur des variables continues de la lumière, à savoir les quadratures du champ électromagnétique Le système est exclusivement constitué de composants standard de l’industrie des télécommunications, qui permettent à Alice de générer les états cohérents de la lumière puis de les moduler, et à Bob de mesurer ces états grâce à une détection homodyne fonctionnant en régime impulsionnel et limité par le bruit de photon. Nous avons par ailleurs développé un logiciel complet de gestion de la distribution de clé, qui assure d’une part le bon fonctionnement de la transmission quantique et les rétrocontrôles nécessaires pour la stabilité de celle-ci, et qui permet d’autre part l’extraction d’une clé secrète à partir des données partagées après la transmission quantique. Le système a été intégré dans des boitiers rackables, afin d’effectuer une démonstration en vraie de grandeur dans le cadre d’un réseau de cryptographie quantique, mis en place sur des fibres installées dans la ville d Vienne (Autriche). Lors de cette démonstration, notre système a fonctionné en continu pendant 57 heures, à un taux moyen de 8kbit/s. Enfin, nous avons exploré différentes possibilités d’amélioration du système, à travers un nouveau protocole de cryptologie et l’utilisation d’amplificateurs optiques
Quantum Key Distribution (QKD) is defined as the distribution of a common secret key between two distant parties, the unconditionnal security of this distribution being ensured by the laws of quantum physics and informations theroy. We have designed a complete QKD demonstrator, based on protocol in which information is encoded on continous variables of light, namely the quadratures of the electromagnetic field. The system is entirely composed of standard components from the telecommunication industry, allowing Alice, to generate the required coherent states of light and to modulate them, and Bob to measure these states using a pulsed, shot-noise limited homodyne detector. Moreover, we have developed a set of software which manages the entire key distribution process ; on the one hand, the quantum transmission and the feed-back controls required for a correct stability ; on the other hand, the extraction of secret keys from the data shared after the transmission. The system has been integrated in rack cases, so as to perform a true-scale demonstration within a OKD network, which was deployed on standard fibers installed in Vienna (Austria). During this demonstration, our systems has operated continuously for 57 hours, with an average key rate of 8 kbit/s. Finally, we have explored various possibilities of improvement for the system, through a new QKD protocol and the use of optical amplifiers

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Chaulet, Julia. "Etude de cryptosystèmes à clé publique basés sur les codes MDPC quasi-cycliques." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2017PA066064.pdf.

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Abstract:

L’utilisation des codes MDPC (Moderate Density Parity Check) quasi-cycliques dans le cryptosystème de McEliece offre un schéma de chiffrement post-quantique dont les clés ont une taille raisonnable et dont le chiffrement et le déchiffrement n’utilisent que des opérations binaires. C’est donc un bon candidat pour l’implémentation embarquée ou à bas coût.Dans ce contexte, certaines informations peuvent être exploitées pour construire des attaques par canaux cachés.Ici, le déchiffrement consiste principalement à décoder un mot de code bruité. Le décodeur utilisé est itératif et probabiliste : le nombre d’itérations de l'algorithme varie en fonction des instances et certains décodages peuvent échouer. Ces comportements ne sont pas souhaitables car ils peuvent permettre d’extraire des informations sur le secret.Une contremesure possible est de limiter le nombre d’instances de chiffrement avec les mêmes clés. Une autre façon serait de recourir à un décodage à temps constant dont la probabilité d’échec au décodage est négligeable. L’enjeu principal de cette thèse est de fournir de nouveaux outils pour analyser du comportement du décodeur pour la cryptographie.Dans un second temps, nous expliquons pourquoi l'utilisation des codes polaires n'est pas sûre pour le cryptosystème de McEliece. Pour ce faire, nous utilisons de nouvelles techniques afin de résoudre une équivalence de codes. Nous exhibons de nombreux liens entre les codes polaires et les codes de Reed-Muller et ainsi d'introduire une nouvelle famille de codes : les codes monomiaux décroissants. Ces résultats sont donc aussi d'un intérêt indépendant pour la théorie des codes
Considering the McEliece cryptosystem using quasi-cylcic MDPC (Moderate Density Parity Check matrix) codes allows us to build a post-quantum encryption scheme with nice features. Namely, it has reasonable key sizes and both encryption and decryption are performed using binary operations. Thus, this scheme seems to be a good candidate for embedded and lightweight implementations. In this case, any information obtained through side channels can lead to an attack. In the McEliece cryptosystem, the decryption process essentially consists in decoding. As we consider the use of an iterative and probabilistic algorithm, the number of iterations needed to decode depends on the instance considered and some of it may fail to be decoded. These behaviors are not suitable because they may be used to extract information about the secrets. One countermeasure could be to bound the number of encryptions using the same key. Another solution could be to employ a constant time decoder with a negligible decoding failure probability, that is to say which is about the expected security level of the cryptosystem. The main goal of this thesis is to present new methods to analyse decoder behavior in a cryptographic context.Second, we explain why a McEliece encryption scheme based on polar code does not ensure the expected level of security. To do so, we apply new techniques to resolve the code equivalence problem. This allows us to highlight several common properties shared by Reed-Muller codes and polar codes. We introduce a new family of codes, named decreasing monomial codes, containing both Reed-Muller and polar codes. These results are also of independent interest for coding theory

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Chevalier, Céline. "Etude de protocoles cryptographiques à base de mots de passe." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077183.

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Abstract:

Une propriété fondamentale procurée par la cryptographie est la création de canaux de communication sûrs, c'est-à-dire garantissant l'authentification, l'intégrité et la confidentialité des données transférées. L'authentification, qui permet à plusieurs utilisateurs de se convaincre de l'identité de leurs interlocuteurs, est généralement une étape préalable à la communication proprement dite, et ce procédé est souvent couplé à la génération d'une clef de session secrète qui permet ensuite de chiffrer toute les messages échangés. Nous nous concentrons ici sur un type d'authentification particulier, basé sur des mots de passe. Nous rappelons tout d'abord les différents cadres de sécurité, ainsi que les protocoles d'échange de clefs existants, en insistant particulièrement sur un nouveau cadre, dit de composabilité universelle. Nous montrons ensuite que deux variantes de protocoles existants restent sûres dans ce contexte, sous des hypothèses de sécurité très fortes, et dans les modèles de l'oracle aléatoire et du chiffrement idéal. Dans un troisième temps, nous étendons une primitive (les smooth hash functions) pour obtenir un protocole avec un niveau de sécurité équivalent, mais cette fois dans le modèle standard. Ce dernier aboutit non plus sur une chaîne de bits mais sur un élément de groupe aléatoire. Nous présentons alors un algorithme d'extraction d'aléa à partir d'un tel élément de groupe, pour obtenir finalement une chaîne de bits aléatoire. Enfin, nous montrons comment étendre l'utilisation des mots de passe à des primitives à clef publique en définissant la nouvelle notion de cryptographie distribuée à base de mots de passe
A fundamental property fulfilled by cryptography is the creation of secure communication channels, which guarantee authentication, integrity and confidentiality of the data transfered. Authentication, which allows several users to be convinced of the identities of their interlocutors, is generally nothing but a preliminary step to the proper communication, and is often coupled with the generation of a secret session key, which then enables the encryption of the following messages. We focus here on a particular type of authentication, based on passwords. We first recall the different security frameworks, as well as the existing protocols, particularly insisting on the new framework of universal composability. We show next that two variants of existing protocols remain secure in this context, under strong security hypothesis, and in the random oracle and ideal cipher models. In a third step, we extend the smooth hash functions to obtain a protocol with an equivalent level of security, but this time in the standard model. This protocol does not output a bitstring anymore, but a random group element. We then present a randomness ex-tractor from such a group element, to obtain a random bitstring. Finally, we show how to extend the use of passwords to public key primitives, by defining the new notion of distributed cryptography from passwords

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Debraize, Blandine. "Méthodes de cryptanalyse pour les schémas de chiffrement symétrique." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0044.

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Abstract:

Les algorithmes de chiffrement symétrique ont pour but de garantir la confidentialité des données. Dans cette thèse nous étudions la sécurité de certains de ces algorithmes suivant deux points de vue : les méthodes algébriques et les attaques dites guess-and-determine, en les combinant éventuellement. Dans une première partie nous rappelons certaines notions utiles sur le chiffrement symétrique et les bases de Gröbner. La deuxième partie est dédiée à des analyses et propositions d’algorithmes de résolution de systèmes polynomiaux pouvant permettre d’aborder la cryptanalyse algébrique sous un angle pratique, en faisant des simulations sur PC. Dans une troisième partie, nous nous servons de ces algorithmes pour montrer que l’utilisation de plusieurs couples clair-chiffré dans la cryptanalyse algébrique du chiffrement par bloc conduit à des améliorations de complexité non négligeables. Nous proposons également des contributions théoriques sur l’immunité algébrique de certaines boîtes-S. La quatrième et dernière partie concerne le chiffrement par flot. Tout d’abord nous testons et développons de précédentes analyses sur le système normalisé Snow 2. 0. Dans ce but nous étudions l’immunité algébrique de l’opération d’addition modulaire. Enfin, nous analysons de manière détaillée la sécurité des opérateurs de décimation : nous proposons des cryptanalyses du Self-Shrinking Generator, du Bit-Search Generator, ainsi que des composants optimaux comme l’ABSG
Symmetric ciphers are designed to protect the confidentiality of data. To study the security of these ciphers, we will adopt two points of view in this thesis, that we combine in some cases : algebraic methods and guess-and-determine attacks. In a first part, we recall some useful notions about symmetric ciphers and Gröbner bases. In a second part we propose and analyse algorithms allowing to perform practical simulations of algebraic attacks on a PC. The third part is dedicated to algebraic cryptanalysis of block ciphers. We use the practical algorithms of Part 2 on toy ciphers to show that the use of several plaintextciphertext pairs can lead to significant improvements in the complexity of algebraic attacks. We also propose a theoretical contribution about the algebraic immunity of certain types of S-boxes. Finally in a fourth part, we analyse the security of some stream ciphers. We first test and develop a previous analysis on the standardized Snow 2. 0. To reach this goal, we study the algebraic immunity of the modular addition. Secondly we go further into the knowledge about decimation operators, by proposing new cryptanalyses on the Self- Shrinking Generator, the Bit-Search Generator and the optimal components like the ABSG

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Tran, Christophe. "Formules d'addition sur les jacobiennes de courbes hyperelliptiques : application à la cryptographie." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S153/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, j'étudie deux aspects distincts de la cryptographie basée sur les courbes elliptiques et hyperelliptiques. Dans une première partie, je confronte deux méthodes de calcul de couplages, originales car ne reposant pas sur le traditionnel algorithme de Miller. Ainsi, dans [42], K. Stange calcula le couplage de Tate sur une courbe elliptique à partir d'un nouvel outil, les elliptic nets. Y. Uchida et S. Uchiyama généralisèrent ces objets au cas hyperelliptique ([47]), mais ne donnèrent un algorithme pour le calcul de couplages que dans le cas des courbes de genre 2. Mon premier travail dans cette thèse fut de donner cet algorithme pour le cas général. De leur côté, D. Lubicz et D. Robert donnèrent dans [28] une autre méthode de calcul de couplage, basée sur les fonctions thêta. Le second résultat de ma thèse est de réunifier ces deux méthodes : je montre que la formule de récurrence à la base des nets est une conséquence des formules d'addition des fonctions thêta utilisées dans l'algorithme de Lubicz et Robert. Dans la seconde partie de ma thèse, je me suis intéressé à l'algorithme de calcul d'index attaquant le problème du logarithme discret sur les courbes elliptiques et hyperelliptiques. Dans le cas elliptique, une des étapes principales de cette attaque repose sur les polynômes de Semaev. Je donne une nouvelle construction ces polynômes en utilisant la fonction sigma de Weierstrass, pour pouvoir ensuite les généraliser pour la première fois au cas hyperelliptique
In this thesis, I study two different aspects of elliptic and hyperelliptic curves based cryptography.In the first part, I confront two methods of pairings computation, whose original feature is that they are not based the traditional Miller algorithm. Therefore, in [42], K. Stange computed Tate pairings on elliptic curves using a new tool, the elliptic nets. Y. Uchida and S. Uchiyama generalized these objects to hyperelliptic case ([47]), but they gave an algorithm for pairing computation only for the genus 2 case. My first work in this thesis was to give this algorithm for the general case. Meanwhile, D. Lubicz and D. Robert gave in [28] an other pairing computation method, based on theta functions. The second result of my thesis is the reunification of these two methods : I show that the recurrence equation which is the basis of nets theory is a consequence of the addition law of theta functions used in the Lubicz and Robert’s algorithm. In the second part, I study the index calculus algorithm attacking the elliptic and hyperelliptic curve discrete logarithm problem. In the elliptic case, one of the main steps of this attack requires the Semaev polynomials. I reconstruct these polynomials using Weierstrass sigma function, with the purpose of giving their first hyperelliptic generalization

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Chaulet, Julia. "Etude de cryptosystèmes à clé publique basés sur les codes MDPC quasi-cycliques." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066064/document.

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Abstract:

L’utilisation des codes MDPC (Moderate Density Parity Check) quasi-cycliques dans le cryptosystème de McEliece offre un schéma de chiffrement post-quantique dont les clés ont une taille raisonnable et dont le chiffrement et le déchiffrement n’utilisent que des opérations binaires. C’est donc un bon candidat pour l’implémentation embarquée ou à bas coût.Dans ce contexte, certaines informations peuvent être exploitées pour construire des attaques par canaux cachés.Ici, le déchiffrement consiste principalement à décoder un mot de code bruité. Le décodeur utilisé est itératif et probabiliste : le nombre d’itérations de l'algorithme varie en fonction des instances et certains décodages peuvent échouer. Ces comportements ne sont pas souhaitables car ils peuvent permettre d’extraire des informations sur le secret.Une contremesure possible est de limiter le nombre d’instances de chiffrement avec les mêmes clés. Une autre façon serait de recourir à un décodage à temps constant dont la probabilité d’échec au décodage est négligeable. L’enjeu principal de cette thèse est de fournir de nouveaux outils pour analyser du comportement du décodeur pour la cryptographie.Dans un second temps, nous expliquons pourquoi l'utilisation des codes polaires n'est pas sûre pour le cryptosystème de McEliece. Pour ce faire, nous utilisons de nouvelles techniques afin de résoudre une équivalence de codes. Nous exhibons de nombreux liens entre les codes polaires et les codes de Reed-Muller et ainsi d'introduire une nouvelle famille de codes : les codes monomiaux décroissants. Ces résultats sont donc aussi d'un intérêt indépendant pour la théorie des codes
Considering the McEliece cryptosystem using quasi-cylcic MDPC (Moderate Density Parity Check matrix) codes allows us to build a post-quantum encryption scheme with nice features. Namely, it has reasonable key sizes and both encryption and decryption are performed using binary operations. Thus, this scheme seems to be a good candidate for embedded and lightweight implementations. In this case, any information obtained through side channels can lead to an attack. In the McEliece cryptosystem, the decryption process essentially consists in decoding. As we consider the use of an iterative and probabilistic algorithm, the number of iterations needed to decode depends on the instance considered and some of it may fail to be decoded. These behaviors are not suitable because they may be used to extract information about the secrets. One countermeasure could be to bound the number of encryptions using the same key. Another solution could be to employ a constant time decoder with a negligible decoding failure probability, that is to say which is about the expected security level of the cryptosystem. The main goal of this thesis is to present new methods to analyse decoder behavior in a cryptographic context.Second, we explain why a McEliece encryption scheme based on polar code does not ensure the expected level of security. To do so, we apply new techniques to resolve the code equivalence problem. This allows us to highlight several common properties shared by Reed-Muller codes and polar codes. We introduce a new family of codes, named decreasing monomial codes, containing both Reed-Muller and polar codes. These results are also of independent interest for coding theory

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Traoré, Karim Jacques. "Monnaie électronique." Caen, 2001. http://www.theses.fr/2001CAEN2063.

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Abstract:

Cette thèse rassemble diverses études portant sur l'analyse ou la conception de procédés de monnaie électronique et de protocoles cryptographiques équitables (ainsi qualifiés parce qu'ils permettent de satisfaire des exigences de sécurité, parfois antinomiques, provenant de plusieurs entités distinctes). Nous montrons dans un premier temps les faiblesses d'un schéma de monnaie électronique proposé par Brands. Nous introduisons ensuite une nouvelle primitive cryptographique, la signature partiellement en blanc et montrons comment l'appliquer au paiement électronique anonyme. Dans une seconde partie, nous présentons une attaque contre un schéma de signature en blanc équitable introduit par Stadler, Piveteau et Camenisch, puis nous proposons un système de paiement, très efficace, dont l'anonymat des transactions peut être levé par une autorité de confiance. Nous nous intéressons ensuite aux signatures de groupe et à leurs applications potentielles à la monnaie électronique et aux enchères anonymes. Nous spécifions à cet effet les deux premiers schémas de signature de groupe pour lesquels les tailles des signatures et de la clé publique sont indépendants de celle du groupe [etc]

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Mazloum, Taghrid. "Analyse et modélisation du canal radio pour la génération de clés secrètes." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0012.

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Abstract:

La sécurité des communications sans fil omniprésentes devient, ces dernières années, de plus en plus une exigence incontournable. Bien que la cryptographie symétrique assure largement la confidentialité des données, la difficulté concerne la génération et la distribution de clés secrètes. Récemment, des études indiquent que les caractéristiques inhérentes du canal de propagation peuvent être exploitées afin de consolider la sécurité. En particulier, le canal radio fournit en effet une source d'aléa commune à deux utilisateurs à partir de laquelle des clés secrètes peuvent être générées. Dans la présente dissertation, nous nous intéressons au processus de génération de clés secrètes (SKG), tout en reliant les propriétés du canal radio à la qualité des clés générées. D'abord nous développons un modèle du canal stochastique, traitant la sécurité du point de vue de l'espion, qui montre une mémoire de canal résiduelle bien au-delà d'une distance de quelques longueurs d'onde (scénarios spatialement non-stationnaires). Ensuite, nous exploitons les degrés de liberté (DOF) du canal et analysons leur impact sur la performance de SKG dans différentes conditions, tout en considérant des canaux plus réalistes en environnements extérieur et intérieur (respectivement grâce à des données déterministes simulées et à des mesures). Les résultats montrent que, même pour des bandes modérées (comme standardisées dans la norme IEEE 802.11), le seul DoF de fréquence ou de son association avec le DoF spatial est souvent suffisant pour générer des longues clés, à condition d'utiliser une méthode efficace de quantification des coefficients complexes du canal
Nowadays, the security of ubiquitous wireless communications becomes more and more a crucial requirement. Even though data is widely protected via symmetric ciphering keys, a well-known difficulty is the generation and distribution of such keys. In the recent years therefore, a set of works have addressed the exploitation of inherent characteristics of the fading propagation channel for security. In particular, secret keys could be generated from the wireless channel, considered as a shared source of randomness, available merely to a pair of communicating entities. ln the present dissertation, we are interested in the approach of secret key generation (SKG) from wireless channels, especially in relating the radio channel properties to the generated keys quality. We first develop a stochastic channel model, focusing on the security with respect to the eavesdropper side, which shows a residual channel memory weil beyond a few wavelengths distance (spatially nonstationary scenarios). Then, we analyze the channel degrees of freedom (DoF) and their impact on the SKG performance in different channel conditions, especially by considering more realistic channels in both outdoor and indoor environments (respectively through simulated ray tracing data and through measurements). The results show that, even for moderately wide band (such as standardized in IEEE 802.11), the sole frequency DOF or its association with the spatial DOF is often enough for generating long keys, provided an efficient quantization method of the complex channel coefficients is used

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Trinh, Viet Cuong. "Sécurité et efficacité des schémas de diffusion de données chiffrés." Paris 8, 2013. http://octaviana.fr/document/181103516#?c=0&m=0&s=0&cv=0.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions le domaine de la diffusion de données chiffrés avec traçage de traîtres et nous avons trois contributions. Tout d’abord, dans le contexte de traçage de traîtres, nous rappelons les trois modèles dans la litérature: modèle de traçage sans boîte-noire, modèle de traçage avec boîte-noire à une clé, et modèle de traçage boîte-noire générale. Le dernier modèle est évidemment le plus important car il couvre toutes les stratégies d’adversaires, mais les deux premiers modèles sont également utiles car il couvre de nombreux scénarios pratiques. Nous proposons un schéma optimal dans le modèle traçage sans boîte-noire et dans le modèle de traçage avec boîte-noire à une clé. Ensuite, nous étudions les deux nouveaux types d’attaques avancés (à savoir les pirates évolutifs et les Pirates 2. 0) qui ont été proposées pour souligner certaines faiblesses des schémas du paradigme de subset-cover, ou plus généralement les schémas combinatoires. Comme les schémas du paradigme de subset-cover ont été largement mis en oeuvre dans la pratique, il est nécessaire de trouver des contre-mesures pour résister à ces deux types d’attaque. Dans notre travail, nous construisons deux types de schémas qui sont relativement efficaces et qui résistent bien deux types d’attaque. Enfin, nous étudions un modèle généralisé de la diffusion de données chiffrés qui peut être appliquée dans la pratique comme dans les systèmes de télévision à péage. Dans ce contexte, le centre peut chiffrer plusieurs messages à plusieurs ensembles des utilisateurs légitimes “en même temps”. Nous appelons cette nouvelle primitive la diffusion de données chiffrés multi-chaîne. Nous arrivons à construire un schéma efficace avec les chiffrés de taille constante
In this thesis, we work on the domain of broadcast encryption and tracing traitors. Our contributions can be divided into three parts. We first recall the three tracing models: non-black-box tracing model, single-key black box tracing model, and general black box tracing model. While the last model is the strongest model, the two former models also cover many practical scenarios. We propose an optimal public key traitor tracing scheme in the two first models. We then consider two new advanced attacks (pirate evolution attack and Pirates 2. 0) which were proposed to point out some weaknesses of the schemes in the subset-cover framework, or more generally of combinatorial schemes. Since these schemes have been widely implemented in practice, it is necessary to find some counter-measures to these two types of attacks. In the second contribution, we build two schemes which are relatively efficient and which resist well these two types of attacks. In the last contribution, we study a generalized model for broadcast encryption which we call multi-channel broadcast encryption. In this context, the broadcastor can encrypt several messages to several target sets “at the same time”. This covers many scenarios in practice such as in pay-TV systems in which providers have to send various contents to different groups of users. We propose an efficient scheme with constant size ciphertext

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Castagnos, Guilhem. "Quelques schémas de cryptographie asymétrique probabiliste." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/958eca82-7e39-4d46-a25a-734a4af7ba9f/blobholder:0/2006LIMO0025.pdf.

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Abstract:

Dans cette thèse, on construit de manière générique plusieurs familles de fonctions trappe probabilistes : une famille de fonctions trappe homomorphiques généralisant, entre autres, le cryptosystème de Paillier, et deux autres familles de fonctions trappe, à partir de fonctions trappe déterministes. Pour utiliser ces fonctions trappe, on étudie plusieurs groupes finis : les quotients de Z, les courbes elliptiques définies sur Z/nZ, où n est un entier impair, pour lesquelles on donne un système complet de formules d’additions, et un autre groupe fini peu utilisé en cryptographie, celui des éléments de norme 1 d’un corps quadratique modulo n. On expose plusieurs cryptosystèmes avec une analyse de leur sécurité et de leur complexité, en utilisant les familles de fonctions trappe dans ces groupes. Dans les quotients de Z et dans les courbes elliptiques, on retrouve de nombreux cryptosystèmes décrits ces dernières années. Dans les quotients de corps quadratiques, on propose plusieurs nouveaux systèmes probabilistes très performants
In this thesis, we build, in a generic way, several families of probabilistic trapdoor functions. First, a family of homomorphic trapdoor functions which generalize, among others, the Paillier cryptosystem, and then two others families of trapdoor functions, built from deterministic trapdoor functions. We consider then several finite groups in order to use these trapdoor functions: quotients of Z, elliptic curves over Z/nZ (with n odd integer), for which we give a complete set of addition formulæ, and another finite group, not widely used in cryptography, the group of norm 1 elements of a quadratic field modulo n. We describe several cryptosystems, using the corresponding trapdoor functions in these groups, together with an analysis of their security and their complexity. With quotients of Z and elliptic curves, we get some cryptosystems yet described in the past few years. Using quadratic fields quotients, we propose several new efficient probabilistic schemes

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Dubois, Vivien. "Cryptanalyse de Schémas Multivariés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00811529.

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Abstract:

La cryptographie multivariée peut être définie comme la cryptographie à clé publique basée sur la difficulté de résoudre des systèmes polynomiaux à plusieurs variables. Bien que la recherche de tels schémas soit apparue dès le début des années 80, elle s'est surtout développée depuis une dizaine d'années, et a conduit à plusieurs propositions jugées promet-teuses, telles que le cryptosystème HFE et le schéma de signature SFLASH. Les shémas multivariés se posent ainsi en alternative possible aux schémas traditionnels basés sur des problèmes de théorie des nombres, et constituent des solutions efficaces pour l'implantation des fonctionnalités de la cryptographie à clé publique. Lors d'Eurocrypt 2005, Fouque, Granboulan et Stern ont proposé une nouvelle approche cryptanalytique pour les schémas multivariés basée sur l'étude d'invariants liés à la différentielle, et ont démontré la pertinence de cette approche par la cryptanalyse du schéma PMI proposé par Ding. Au cours de cette thèse, nous avons développé l'approche différentielle proposée par Fouque et al. dans deux directions. La première consiste en un traitement combinatoire des invariants dimensionnels de la différentielle. Ceci nous a permis de montrer qu'une clé publique HFE pouvait être distinguée d'un système quadratique aléatoire en temps quasipolynomial. Une seconde application de cette même approche nous a permis de cryptanalyser une variation de HFE proposée par Ding et Schmidt à PKC 2005. Le second développement de la thèse est la découverte d'invariants fonctionnels de la différentielle et nous a permis de montrer la faiblesse du schéma SFLASH.

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Zapalowicz, Jean-Christophe. "Sécurité des générateurs pseudo-aléatoires et des implémentations de schémas de signature à clé publique." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S103/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la sécurité de générateurs pseudo-aléatoires et d'implémentations de schémas de signature. Concernant les schémas de signature, nous proposons, dans le cas d'une implémentation répandue de RSA, différentes attaques par injection de faute effectives quelque soit l'encodage du message. Nous présentons par ailleurs une contre-mesure infective prouvée sûre pour protéger le schéma RSA--PSS contre un certain nombre de fautes non aléatoires. Nous étudions également le schéma ECDSA couplé aux techniques d'accélération GLV/GLS. En fonction des implémentations, nous prouvons soit la bonne distribution du nonce utilisé, soit qu'il présente un biais permettant une attaque. Enfin, nous élaborons un outil qui recherche automatiquement des attaques par faute à partir d'une implémentation et d'une politique de faute, outil appliqué avec succès sur des implémentations de RSA et de ECDSA. Concernant les générateurs pseudo-aléatoires algébriques, nous étudions les générateurs non-linéaires et améliorons certaines attaques en diminuant l'information donnée à l'adversaire. Nous nous intéressons également à la sécurité du générateur Micali-Schnorr à travers quelques attaques et une étude statistique de son hypothèse de sécurité. Finalement nous proposons une cryptanalyse de tout schéma à clé publique basé sur la factorisation ou le logarithme discret dont la clé secrète est générée à partir d'un générateur linéaire
In this thesis, we are interested in the security of pseudorandom number generators and of implementations of signature schemes. Regarding the signature schemes, we propose, in the case of a widespread implementation of RSA, various fault attacks which apply to any padding function. In addition we present a proven secure infective countermeasure to protect the RSA--PSS scheme against some non-random faults. Furthermore we study the ECDSA scheme coupled with the GLV/GLS speed-up techniques. Depending on the implementations, we prove either the good distribution of the used nonce, or that it has a bias, thereby enabling an attack. Finally we develop a tool for automatically finding fault attacks given an implementation and a fault policy, which is successfully applied to some RSA and ECDSA implementations. Regarding pseudorandom number generators, we study the nonlinear ones and improve some attacks by reducing the information available to the adversary. We also are interested in the security of the Micali-Schnorr generator through various attacks and a statistical study of its security assumption. Finally we propose a cryptanalysis of any public-key scheme based on the factorization or the discrete logarithm when the secret key is generated using a linear generator

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Lodewyck, Jérôme. "Dispositif de distribution quantique de clé avec des états cohérents à longueur d'onde télécom." Paris 11, 2006. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00130680v2.

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Becker, Anja. "The representation technique : application to hard problems in cryptography." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0025.

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Abstract:

Cette thèse porte sur les techniques algorithmiques pour résoudre des instances uniformes du problème du sac à dos exact (subset sum) et du décodage à distance d'un code linéaire aléatoire. Le subset sum est une alternative aux problèmes utilisés classiquement en cryptographie (comme le problème de la factorisation et du logarithme discret). Il admet une description simple et ne nécessite de réaliser qu'une somme de nombre entiers. De plus, aucun algorithme quantique polynomial n'est connu pour résoudre ou approcher ce problème. Il est possible de construire des fonctions à sens unique, des générateurs de nombres pseudo aléatoires et des schémas de chiffrement à clé publique dont la sécurité est basée sur la difficulté du problème dans le cas moyen. Les problèmes de décodage peuvent être vus comme une version vectorielle du problème du subset sum. Plus particulièrement le problème du décodage borné dans un code aléatoire, est à la base de plusieurs schémas cryptographiques. Il admet des schémas de chiffrement à clé publique, de signature numérique, d'identification et des fonctions de hachage. Nous présentons différentes techniques algorithmiques génériques pour résoudre ces problèmes. En utilisant la technique de représentation généralisée, nous obtenons un algorithme pour le problème du subset sum dont la complexité en temps asymptotique est diminuée d'un facteur exponentiel dans le pire des cas. Nous montrons que la même technique s'applique dans le domaine des codes. Ce résultat permet d'améliorer le décodage par ensemble d'information qui résout le problème de décodage dans un code aléatoire. Le nouvel algorithme diminue la complexité en temps asymptotique d'un facteur exponentiel
The focus of this thesis is an algorithmic technique to solve the random, hard subset-sum problem and the distance-decoding problem in a random linear code. The subset-sum problem provides an alternative to other hard problems used in cryptography (e. G. , factoring or the discrete logarithm problem). Its description is simple and the computation of sums of integers is an easy task. Furthermore, no polynomial-time quantum algorithm for solving general knapsacks is known. One can construct one-way functions, pseudo-random generators and private-key encryption schemes from the hardness assumption of the average-case problem. Also some cryptosystems based on lattice problems are provably as secure as the difficulty of the average-case subset-sum problem. Decoding problems can be seen as a vectorial subset-sum problem. Of particular interest is the bounded-distance-decoding problem in a random code. It permits public-key encryption, digital signatures, identification schemes and hash-functions. We present different generic algorithmic tools to solve the above problems. By use of our extended representation technique, we obtain an algorithm of exponentially lower asymptotic running time than previous approaches for the hardest case of a random subset-sum problem. We show that the technique can be applied to the domain of code-based cryptography. This results in improved information-set decoding that solves the distance-decoding problem for random linear codes. The new algorithm is asymptotically faster by an exponential factor

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Sanders, Olivier. "Conception et optimisation de mécanismes cryptographique anonymes." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSU0027/document.

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Abstract:

Les nouvelles technologies ont profondément modifié nos usages mais ne sont pas que synonymes d’avantages pour leurs utilisateurs. Elles ont en effet de lourdes conséquences sur notre vie privée, ce qui est bien souvent sous-estimé. Les utilisateurs de moyens de paiement électronique ne réalisent par exemple pas toujours que leurs transactions peuvent révéler des informations particulièrement intimes à leur sujet, telles que leur localisation, leur état de santé ou mêmes leurs croyances.Nous nous intéressons dans ce mémoire aux techniques cryptographiques permettant de concilier les exigences de sécurité traditionnelles et le respect de la vie privée. Dans une première partie nous étudions deux cas particuliers, celui du paiement anonyme et celui de l’authentification anonyme. Nous proposons de nouvelles constructions qui offrent une meilleure efficacité que les solutions existantes, ouvrant ainsi la voie à de réelles applications pratiques. Chacun de ces systèmes fait l’objet d’une étude de sécurité montrant qu’ils offrent de solides garanties sous des hypothèses raisonnables.Cependant, afin de satisfaire des contraintes techniques souvent très fortes dans ces contextes, il peut être nécessaire d’optimiser ces constructions qui nécessitent souvent un nombre significatif de calculs. Dans une deuxième partie nous proposons donc des moyens pour améliorer l’efficacité des opérations et algorithmes les plus fréquemment utilisés. Chacune de ces contributions peut présenter un intérêt au-delà du contexte de l’anonymat
New technologies offer greater convenience for end-users but usually at the cost of a loss in terms of privacy, which is often underestimated by the latter. For example, knowledge by a third party of the information related to a transaction is far from insignificant since it may reveal intimate details such as whereabouts, religious beliefs or health status.In this thesis, we are interested in cryptographic technics allowing to reconcile both security requirements and user’s privacy. In a first part, we will focus on two specific cases: anonymous payment and anonymous authentication. We propose new constructions, improving the efficiency of state-of-the-art solutions, which make all the features of these primitives more accessible for practical applications. We provide a detailed security analysis for each scheme, proving that they achieve the expected properties under reasonable assumptions.However, to fulfill the strong technical constraints of these use cases, it may be necessary to optimize these constructions which are usually rather complex. To this end, we propose in a second part, new solutions to improve the efficiency of most common operations and algorithms. Each of these contributions is not restricted to anonymous systems and thus may be of independent interest

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Le, Quoc Cuong. "Autour des réseaux quantiques et des modèles de relais pour la clé quantique." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006239.

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Abstract:

La distribution de clé quantique (QKD - Quantum Key Distribution) est une technologie permettant d'assurer au niveau théorique l'inviolabilité des clés transmises. Cependant, certains problèmes d'ordre pratique de mise en œuvre restent ouverts, en particulier, concernant l'augmentation de la portée d'application de QKD. L'objectif de la thèse est de répondre aux deux questions colérées suivantes : (1) comment de construire des réseaux QKD de grande taille; (2) comment sécuriser les relais des clés QKD. Nous avons proposé, dans un premier temps, un modèle permettant de garantir la sécurité de la transmission de clés dans un réseau QKD de grande taille en utilisant un routage stochastique. L'efficacité de ce procédé est démontrée à l'aide de la théorie de la percolation. Dans un deuxième temps, nous avons exploré la sécurité des modèles de relais des clés QKD et arrivons à proposer quatres nouveaux modèles capables à étendre la portée de QKD.

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Le, Quoc Cuong. "Autour des réseaux quantiques et des modèles de relais pour la clé quantique." Phd thesis, Paris, ENST, 2009. https://pastel.hal.science/pastel-00006239.

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Abstract:

La distribution de clé quantique (QKD – Quantum Key Distribution) est une technologie permettant d’assurer au niveau théorique l’inviolabilité des clés transmises. Cependant, certains problèmes d’ordre pratique de mise en œuvre restent ouverts, en particulier, concernant l’augmentation de la portée d’application de QKD. L’objectif de la thèse est de répondre aux deux questions colérées suivantes : (1) comment de construire des réseaux QKD de grande taille; (2) comment sécuriser les relais des clés QKD. Nous avons proposé, dans un premier temps, un modèle permettant de garantir la sécurité de la transmission de clés dans un réseau QKD de grande taille en utilisant un routage stochastique. L’efficacité de ce procédé est démontrée à l’aide de la théorie de la percolation. Dans un deuxième temps, nous avons exploré la sécurité des modèles de relais des clés QKD et arrivons à proposer quatres nouveaux modèles capables à étendre la portée de QKD
IQuantum Key Distribution (QKD) is a technology that ensures, in theory, the inviolability of the transmitted key. However, some practical implementation problems remain open, especially on increasing the range of QKD's application. The objective of this thesis is to answer twocorrelated questions: (1) how to build large QKD networks, (2) how to secure QKD key relays. We have proposed, at the first stage, a model to ensure the security of key transmission in a large QKD network by using a stochastic routing. The effectiveness of this method is demonstrated by using percolation theory. In a second stage, we explored the safety of QKD relays and arrive to propose four new models to expand the range of QKD

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Furon, Teddy. "Application du tatouage numérique à la protection de copie." Paris, ENST, 2002. http://www.theses.fr/2002ENST0014.

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Abstract:

Nous considérons dans cette thèse l'utilisation d'une technique de tatouage dans un système de protection de copie pour appareils électronique grand public. Nous décrivons tout d'abord la problématique de la protection de copie. Puis, nous construisons l'architecture d'un système à l'aide de briques de sécurité comme le chiffrement de donnéeset la signature numérique. Contrairement aux approches classiques, le rôle du tatouage a été réduit au minimum :c'est un signal avertissant l'appareil que le contenu est protégé. Il se comporte ainsi comme une deuxième lignede défense dans le système. Deux faits caractérisent la protection de copie : les contenus protégés sont tatoués parla même clé secrète et l'adversaire a accès au détecteur de tatouage. Ceci produit trois attaques malicieuses : l'attaque par contenus tatoués seuls, l'attaque par paires de contenus original/tatoué et l'attaque par oracle. Ainsi,même si la capacité du tatouage a été réduite à un bit dans cette application, la conception d'une telle techniquen'en est pas pour autant moins difficile : une analyse des méthodes à étalement de spectre montre leur faible niveaude sécurité dans ce contexte. Nous inventons alors un nouveau type de méthodes de tatouage, connues sous le nomde tatouage asymétrique. Celui-ci procure un niveau de sécurité plus élevé, mais demande un plus grand nombrede données à traiter. Pour palier cet inconvénient, nous tirons profit de l'information adjacente à l'incrustation pouroptimiser la détection du tatouage. Ceci débouche sur une autre nouvelle méthode baptisée JANIS. Nous cédons ainsi un peu de sécurité pour une plus grande efficacité du détecteur. Pour conclure, ces nouvelles méthodes peuvent justifier le principe de Kerckhoffs dans le cadre de l'utilisation du tatouage pour la protection de copie
We consider in this thesis the use of digital watermarking in the copy protection framework for consumer electronics devices. We describe first the copy protection issue. Then, we build the global system with elementary securityparts such as encryption and digital signature. Yet, contrary to common approaches, the role of the watermark hasbeen reduced to the minimum: it is only a flag warning the devices that the content is protected. It is a kind ofsecond line of defence. Watermarking for copy protection is difficult due to two facts: the protected contents arewatermarked with the same key and the pirates have access to a watermark detector. Three kinds of attacks stemfrom these facts: the watermarked contents only attack, the original/watermarked contents attack and the chosenwatermarked contents attack. Even if we manage to reduced the capacity to one bit, the choice of a watermarkingtechnique is still difficult: an analysis shows that classical spread spectrum techniques do not provide a sufficientlyhigh level of security for this application. This is the reason why we invent a new class of methods known asasymmetric watermarking. This provides high security level but requires a bigger amount of data to detect thewatermark. To boost the detector, we take advantage of the side information at the embedding stage to optimisethe watermark detection. This gives birth to another new method so-called JANIS. For a small loss in the securitylevel, the detector is much more efficient. To conclude, these new methods may justify the Kerckhoffs principle in watermarking for copy protection

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Urvoy, De Portzamparc Frédéric. "Sécurités algébrique et physique en cryptographie fondée sur les codes correcteurs d'erreurs." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066106/document.

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Abstract:

La cryptographie à base de codes correcteurs, introduite par Robert McEliece en 1978, est un candidat potentiel au remplacement des primitives asymétriques vulnérables à l'émergence d'un ordinateur quantique. Elle possède de plus une sécurité classique éprouvée depuis plus de trente ans, et permet des fonctions de chiffrement très rapides. Son défaut majeur réside dans la taille des clefs publiques. Pour cette raison, plusieurs variantes du schéma de McEliece pour lesquelles les clefs sont plus aisées à stocker ont été proposées ces dernières années. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux variantes utilisant soit des codes alternants avec symétrie, soit des codes de Goppa sauvages. Nous étudions leur résistance aux attaques algébriques et exhibons des faiblesses parfois fatales. Dans chaque cas, nous révélons l'existence de structures algébriques cachées qui nous permettent de décrire la clef secrète par un système non-linéaire d'équations en un nombre de variables très inférieur aux modélisations antérieures. Sa résolution par base de Gröbner nous permet de trouver la clef secrète pour de nombreuses instances hors de portée jusqu'à présent et proposés pour un usage à des fins cryptographiques. Dans le cas des codes alternants avec symétrie, nous montrons une vulnérabilité plus fondamentale du processus de réduction de taille de la clef.Pour un déploiement à l'échelle industrielle de la cryptographie à base de codes correcteurs, il est nécessaire d'en évaluer la résistance aux attaques physiques, qui visent le matériel exécutant les primitives. Nous décrivons dans cette optique un algorithme de déchiffrement McEliece plus résistant que l'état de l'art
Code-based cryptography, introduced by Robert McEliece in 1978, is a potential candidate to replace the asymetric primitives which are threatened by quantum computers. More generral, it has been considered secure for more than thirty years, and allow very vast encryption primitives. Its major drawback lies in the size of the public keys. For this reason, several variants of the original McEliece scheme with keys easier to store were proposed in the last years.In this thesis, we are interested in variants using alternant codes with symmetries and wild Goppa codes. We study their resistance to algebraic attacks, and reveal sometimes fatal weaknesses. In each case, we show the existence of hidden algebraic structures allowing to describe the secret key with non-linear systems of multivariate equations containing fewer variables then in the previous modellings. Their resolutions with Gröbner bases allow to find the secret keys for numerous instances out of reach until now and proposed for cryptographic purposes. For the alternant codes with symmetries, we show a more fondamental vulnerability of the key size reduction process. Prior to an industrial deployment, it is necessary to evaluate the resistance to physical attacks, which target device executing a primitive. To this purpose, we describe a decryption algorithm of McEliece more resistant than the state-of-the-art.Code-based cryptography, introduced by Robert McEliece in 1978, is a potential candidate to replace the asymetric primitives which are threatened by quantum computers. More generral, it has been considered secure for more than thirty years, and allow very vast encryption primitives. Its major drawback lies in the size of the public keys. For this reason, several variants of the original McEliece scheme with keys easier to store were proposed in the last years.In this thesis, we are interested in variants using alternant codes with symmetries and wild Goppa codes. We study their resistance to algebraic attacks, and reveal sometimes fatal weaknesses. In each case, we show the existence of hidden algebraic structures allowing to describe the secret key with non-linear systems of multivariate equations containing fewer variables then in the previous modellings. Their resolutions with Gröbner bases allow to find the secret keys for numerous instances out of reach until now and proposed for cryptographic purposes. For the alternant codes with symmetries, we show a more fondamental vulnerability of the key size reduction process. Prior to an industrial deployment, it is necessary to evaluate the resistance to physical attacks, which target device executing a primitive. To this purpose, we describe a decryption algorithm of McEliece more resistant than the state-of-the-art

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Siad, Amar. "Protocoles de génération des clés pour le chiffrement basé sur de l'identité." Paris 8, 2012. http://www.theses.fr/2012PA083660.

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Abstract:

Le chiffrement basé sur de l'identité soufre d'un problème de confiance dans l'autorité de génération des clés PKG (Private Key Generator), ce qui se traduit par la capacité de cette autorité à produire et à distribuer, à l'insu de l'utilisateur légitime, des clés multiples ou des copies multiples d'une seule clé. Ce problème rend le déploiement de ces systèmes limité à des domaines où la confiance dans le PKG doit avoir un niveau assez élevé. Une question importante et naturelle est de se demander comment peut-on réduire la confiance qu'on doit avoir dans le PKG. Dans cette thèse, après avoir procédé à une mise au point de l'état de l'art sur le sujet, nous répondons à cette question en étudiant ce problème dans ces aspects théoriques et pratiques. Sur le plan théorique, nous présentons des constructions de protocoles cryptographiques distribués permettant de réduire la confiance à son niveau le plus bas. Nous développons des protocoles de génération de clés privées dans différents modèles de sécurité tout en présentant des applications réelles utilisant ces nouveaux protocoles dans le domaine du chiffrement cherchable. En plus, nous présentons les infrastructures nécessaires au déploiement de nos protocoles. Sur le plan pratique, nous implémentons KGLib: la première bibliothèque complète, efficace et modulaire regroupant l'ensemble des techniques de génération des clés connues dans le domaine du chiffrement basé sur l'identité. Cette bibliothèque s'inscrit dans une perspective de fournir des outils robustes conçus de manière modulaire et réutilisables pour permettre l'implémentation facile et le prototypage rapide des derniers résultats émanant de la cryptographie théorique
Identity-Based Encryption suffers from the problem of trust in the key generation authority PKG (Private Key Generator), which results in the ability of this authority to produce and distribute, without the knowledge a genuine user, multiple private-keys or multiple copies of a single key. This problem makes the deployment of these systems limited to areas where trust in the PKG must have a fairly high level. An important and natural question is to ask how can we reduce the trust one should have in the PKG. In this thesis, after conducting a development of the state of the art on the subject, we answer this question by studying this problem in its theoretical and practical aspects. On the theoretical stage, we present constructions of distributed cryptographic protocols that reduce the trust to its lowest level never reached before. We develop protocols for private-key generation in different security models while presenting real-world applications using these new protocols in the setting of searchable encryption. Furthermore, we develop necessary infrastructures needed for the deployment of our protocols. In practical terms, we implement KGLib: the first complete, efficient and modular library which brings together the most known techniques for private-key generation for identity-based cryptosystems. This library aims at providing robust tools designed in a modular and reusable way to allow easy implementation and rapid prototyping of the latest results coming from theoretical cryptography

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Chen, Yuanmi. "Réduction de réseau et sécurité concrète du chiffrement complètement homomorphe." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077242.

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Abstract:

La popularité de la cryptographie à base de réseau euclidien a considérablement augmenté ces dernières années avec la découverte de nouvelles fonctionnalités spectaculaires, telles que le chiffrement complètement homomorphe et l'obscurcissement. Il est désormais crucial de pouvoir analyser la sécurité concrète des cryptosystèmes à base de réseau, afin notamment de choisir leurs paramètres et d'évaluer leurs performances pratiques. Dans une première partie, nous présentons une analyse théorique ainsi que des améliorations concrètes de la réduction BKZ, qui est considérée comme l'algorithme de réduction de réseau le plus efficace en pratique en grande dimension. Tout d'abord, nous étudions la procédure principale de BKZ, l'énumération, et nous étendons l'analyse de l'énumération élaguée par Gama et al (Eurocrypt2010). Ensuite, nous présentons plusieurs améliorations de cette réduction en utilisant plusieurs techniques, telles que l'énumération élaguée, le pré-traitement avant énumération et la terminaison après un nombre fixé de tours. En se fondant sur de nombreuses expérimentations, nous présentons également un algorithme de simulation pour prédire la qualité de sortie de cette réduction. Ces travaux nous ont permis de réévaluer la sécurité de nombreux cryptosystèmes à base de réseau, mais aussi d'optimiser la résolution du problème du plus court vecteur dans un réseau. Dans une deuxième partie, nous présentons un nouvel algorithme pour le problème du plus grand commun diviseur approché, en utilisant un compromis temps-mémoire. Cet algorithme permet une meilleure attaque concrète contre le cryptosystème de chiffrement complètement homomorphe proposé par Coron et al (Crypto2011)
The popularity of lattice-based cryptography has significantly increased in the past few years with the discovery of new spectacular functionalities such as fully-homomorphic encryption and (indistinguishability) obfuscation. It has become crucial to be able to analyze the concrete security of lattice-based cryptosystems, in order to select their parameters and to assess their practical performances. In a first part, we present a theoretical analysis and concrete improvements to the so-called BKZ reduction, which is considered tô be the most efficient lattice reduction algorithm in practice for high dimensions. We begin by studying the main subroutine of BKZ, enumeration, and we extend the analysis of pruned enumeration by Gama, Nguyen and Regev (EUROCRYPT 2010). Next, we improve the BKZ algorithm by using several techniques, such as pruned enumeration, pre-processing and abort. And we discuss how to select BKZ parameters efficiently. Based on numerous experiments, we present a simulation algorithm to predict the output quality of BKZ reduction. This allows us to revise the security estimates of numerous lattice-based cryptosystems, and explain how to solve SVP by enumeration as efficiently as possible, based on the state-of-the-art. In a second part, we present a new algorithm for the approximate greatest common divisor problem, using a time/memory trade-off. This provides a better concrete attack on the fully-homomorphic encryption scheme proposed by Coron, Mandal, Naccache and Tibouchi (CRYPTO 2011). It also has other applications in cryptanalysis

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Mazloum, Taghrid. "Analyse et modélisation du canal radio pour la génération de clés secrètes." Thesis, Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0012/document.

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Abstract:

La sécurité des communications sans fil omniprésentes devient, ces dernières années, de plus en plus une exigence incontournable. Bien que la cryptographie symétrique assure largement la confidentialité des données, la difficulté concerne la génération et la distribution de clés secrètes. Récemment, des études indiquent que les caractéristiques inhérentes du canal de propagation peuvent être exploitées afin de consolider la sécurité. En particulier, le canal radio fournit en effet une source d'aléa commune à deux utilisateurs à partir de laquelle des clés secrètes peuvent être générées. Dans la présente dissertation, nous nous intéressons au processus de génération de clés secrètes (SKG), tout en reliant les propriétés du canal radio à la qualité des clés générées. D'abord nous développons un modèle du canal stochastique, traitant la sécurité du point de vue de l'espion, qui montre une mémoire de canal résiduelle bien au-delà d'une distance de quelques longueurs d'onde (scénarios spatialement non-stationnaires). Ensuite, nous exploitons les degrés de liberté (DOF) du canal et analysons leur impact sur la performance de SKG dans différentes conditions, tout en considérant des canaux plus réalistes en environnements extérieur et intérieur (respectivement grâce à des données déterministes simulées et à des mesures). Les résultats montrent que, même pour des bandes modérées (comme standardisées dans la norme IEEE 802.11), le seul DoF de fréquence ou de son association avec le DoF spatial est souvent suffisant pour générer des longues clés, à condition d'utiliser une méthode efficace de quantification des coefficients complexes du canal
Nowadays, the security of ubiquitous wireless communications becomes more and more a crucial requirement. Even though data is widely protected via symmetric ciphering keys, a well-known difficulty is the generation and distribution of such keys. In the recent years therefore, a set of works have addressed the exploitation of inherent characteristics of the fading propagation channel for security. In particular, secret keys could be generated from the wireless channel, considered as a shared source of randomness, available merely to a pair of communicating entities. ln the present dissertation, we are interested in the approach of secret key generation (SKG) from wireless channels, especially in relating the radio channel properties to the generated keys quality. We first develop a stochastic channel model, focusing on the security with respect to the eavesdropper side, which shows a residual channel memory weil beyond a few wavelengths distance (spatially nonstationary scenarios). Then, we analyze the channel degrees of freedom (DoF) and their impact on the SKG performance in different channel conditions, especially by considering more realistic channels in both outdoor and indoor environments (respectively through simulated ray tracing data and through measurements). The results show that, even for moderately wide band (such as standardized in IEEE 802.11), the sole frequency DOF or its association with the spatial DOF is often enough for generating long keys, provided an efficient quantization method of the complex channel coefficients is used

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Eynard, Julien. "Approche arithmétique RNS de la cryptographie asymétrique." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066107.

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Abstract:

Cette thèse se situe à l'intersection de la cryptographie et de l'arithmétique des ordinateurs. Elle traite de l'amélioration de primitives cryptographiques asymétriques en termes d'accélération des calculs et de protection face aux attaques par fautes par le biais particulier de l'utilisation des systèmes de représentation des nombres par les restes (RNS). Afin de contribuer à la sécurisation de la multiplication modulaire, opération centrale en cryptographie asymétrique, un nouvel algorithme de réduction modulaire doté d'une capacité de détection de faute est présenté. Une preuve formelle garantit la détection des fautes sur un ou plusieurs résidus pouvant apparaître au cours d'une réduction. De plus, le principe de cet algorithme est généralisé au cas d'une arithmétique dans un corps fini non premier. Ensuite, les RNS sont exploités dans le domaine de la cryptographie sur les réseaux euclidiens. L'objectif est d'importer dans ce domaine certains avantages des systèmes de représentation par les restes dont l'intérêt a déjà été montré pour une arithmétique sur GF(p) notamment. Le premier résultat obtenu est une version en représentation hybride RNS-MRS de l'algorithme du « round-off » de Babai. Puis une technique d'accélération est introduite, permettant d'aboutir dans certains cas à un algorithme entièrement RNS pour le calcul d'un vecteur proche
This thesis is at the crossroads between cryptography and computer arithmetic. It deals with enhancement of cryptographic primitives with regard to computation acceleration and protection against fault injections through the use of residue number systems (RNS) and their associated arithmetic. So as to contribute to secure the modular multiplication, which is a core operation for many asymmetric cryptographic primitives, a new modular reduction algorithm supplied with fault detection capability is presented. A formal proof guarantees that faults affecting one or more residues during a modular reduction are well detected. Furthermore, this approach is generalized to an arithmetic dedicated to non-prime finite fields Fps . Afterwards, RNS are used in lattice-based cryptography area. The aim is to exploit acceleration properties enabled by RNS, as it is widely done for finite field arithmetic. As first result, a new version of Babai’s round-off algorithm based on hybrid RNS-MRS representation is presented. Then, a new and specific acceleration technique enables to create a full RNS algorithm computing a close lattice vector

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Lepoint, Tancrède. "Conception and implémentation de cryptographie à base de réseaux." Phd thesis, Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01069864.

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Abstract:

La cryptographie à base de réseaux euclidiens est aujourd'hui un domaine scientifique en pleine expansion et connait une évolution rapide et accélérée par l'attractivité du chiffrement complètement homomorphe ou des applications multilinéaires cryptographiques. Ses propriétés sont très attractives : une sécurité pouvant être réduite à la difficulté des pires cas de problèmes sur les réseaux euclidiens, une efficacité asymptotique quasi-optimale et une résistance présupposée aux ordinateurs quantiques. Cependant, on dénombre encore peu de résultats de recherche sur les constructions à visée pratique pour un niveau de sécurité fixé. Cette thèse s'inscrit dans cette direction et travaille à réduire l'écart entre la théorie et la pratique de la cryptographie à clé publique récente. Dans cette thèse, nous concevons et implémentons une signature numérique basée sur les réseaux euclidiens, deux schémas de chiffrement complètement homomorphe et des applications multilinéaires cryptographiques. Notre signature digitale ultra-performante, BLISS, ouvre la voie à la mise en pratique de la cryptographie à base de réseaux sur petites architectures et est un candidat sérieux à la cryptographie post-quantique. Nos schémas de chiffrement complètement homomorphes permettent d'évaluer des circuits non triviaux de manière compétitive. Finalement, nous proposons la première implémentation d'applications multilinéaires et réalisons, pour la première fois, un échange de clé non interactif entre plus de trois participants en quelques secondes.

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Hufschmitt, Emeline. "Signatures pour l'anonymat fondées sur les couplages et applications." Phd thesis, Université de Caen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258773.

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Abstract:

Les questions d'anonymat surgissent dans de nombreux contextes et tout particulièrement dans celui des transactions électroniques. Il est souvent souhaitable de protéger l'identité des participants afin d'éviter la constitution de profils de consommateurs ou de bases de données de renseignements commerciaux. De nombreuses solutions cryptographiques ont été apportées afin de renforcer la confiance des utilisateurs dans ces applications. Une nouvelle approche dans l'élaboration de mécanismes d'anonymat sûrs et performants s'appuie sur des applications bilinéaires (couplages de Weil et de Tate sur les courbes elliptiques). Dans cette thèse nous présentons tout d'abord un état de l'art des différentes signatures utilisées pour l'anonymat en cryptographie, en particulier les signatures de groupe, les signa- tures aveugles et les signatures d'anneau. Dans ce contexte nous décrivons un nouveau protocole d'authentification et montrons comment il peut être converti en signature d'anneau. Notre étude porte ensuite sur les signatures aveugles à anonymat révocable. Il s'agit de signatures aveugles dont l'anonymat et l'intraçabilité peuvent être révoqués par une autorité. Nous proposons le pre- mier véritable modèle de sécurité pour ces signatures, ainsi qu'une nouvelle construction basée sur les couplages dont nous prouvons la sécurité dans ce modèle. Nos derniers travaux portent sur les systèmes de multi-coupons et de monnaie électronique. L'utilisation des couplages nous permet d'introduire de nouvelles propriétés destinées à faciliter leur usage. Pour chacun de ces systèmes nous proposons un modèle de sécurité, puis décrivons un schéma dont nous prouvons la sécurité dans ce modèle.

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Dunand, Clément. "Autour de la cryptographie à base de tores algébriques." Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00569448.

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Abstract:

La cryptographie basée sur le logarithme discret a connu de nombreuses avancées dans les dix dernières années, notamment avec l'utilisation de tores algébriques introduite par Lenstra et Verheul. Ici on axe notre travail sur la facette constructive de ces idées et se penche sur le paramétrage de ces structures. Van Dijk et Woodruff ont récemment proposé une solution pour représenter de manière compacte une famille de points d'un tore algébrique. Afin d'améliorer la complexité asymptotique de cet algorithme, on a recours à plusieurs outils. D'une part on utilise un nouveau type de bases pour les extensions de corps finis, les bases normales elliptiques dues à Couveignes et Lercier. Par ailleurs, les tailles des objets manipulés font intervenir des polynômes cyclotomiques et leurs inverses modulaires. L'amplitude de leurs coefficients intervient directement dans l'étude de complexité. Dans le cas où leurs indices sont des diviseurs d'un produit de deux nombres premiers, on parvient à des bornes voire des expressions explicites pour ces coefficients, qui permettent de conclure quant à l'amélioration du coût de communication dans des protocoles cryptographiques comme une négociation de clefs multiples de Diffie-Hellman.

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Dissertations / Theses on the topic 'Cryptographie à clé secrète'

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