Construction et optimisation de cryptosystèmes basés sur les codes correcteurs d'erreurs

Construction and optimisation of error-correcting code based cryptosystems

• Auteur / Autrice : Pierre-Louis Cayrel
• Direction : Philippe Gaborit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et ses applications
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chiffrement (informatique)

Signatures électroniques

Codes correcteurs d'erreurs (théorie de l'information)

Cryptographie

Mots clés libres

Authentification

Preuve de sécurité

Attaque DPA (Attaque par analyse de différences de potentiels)

Signature basée sur l’identité

Signature de cercle

Résumé

Dans cette thèse, on s’intéresse à l’étude de systèmes de chiffrement ainsi que de schémas de signature dont la sécurité repose sur des problèmes difficiles de théorie des codes correcteurs d’erreurs. Ces activités de recherche ont été motivées, d’une part d’un point de vue théorique par la création de nouveaux schémas de signature avec des propriétés spéciales ainsi que d’une manière de réduire la taille de clés du schéma de McEliece, et d’autre part, d’un point de vue pratique visant à utiliser des propriétés structurelles afin d’obtenir des implémentations effectives d’un schéma de signature fondé sur les codes correcteurs d’erreurs. Comme l’indique son titre, cette thèse traite de la construction et de l’optimisation des cryptosystèmes basés sur des codes correcteurs d’erreurs et plus particulièrement de cinq nouveaux protocoles. On présente ici une version sécurisée du schéma de Stern dans un environnement à faibles ressources, une nouvelle construction du schéma de Kabatianski, Krouk et Smeets, un schéma de signature basé sur l’identité prouvé sûr dans le modèle de l’oracle aléatoire, un schéma de signature de cercle à seuil et enfin une réduction de la taille de clés du schéma de McEliece à l’aide de codes alternants quasi-cycliques. En annexe, on présente un travail traitant des attaques algébriques de registre à décalage avec mémoire. On présente aussi brièvement une étude des codes cycliques sur des anneaux de matrices.

In this thesis, we are interested in the study of encryption systems as well as signature schemes whose security relies on difficult problems of error-correcting codes. These research activities have been motivated, a part of a theoretical point of view by creating : new signature schemes with special properties and a way of reducing the size of the key of the McEliece scheme, and on the other hand, a practical point of view to use structural properties to obtain effective implementations of a signature scheme which is based on error-correcting codes. As its title indicates, this thesis deals with the construction and optimization of cryptosystems based on error-correcting codes and more particularly five new protocols. It presents a secure version of the Stern scheme in a low-resources environment, a new construction of the Kabatianski, Krouk and Smeets scheme, a signature scheme based on the identity proved secure in the random oracle model, a threshold ring signature scheme and a reduction of the size of the key of the McEliece scheme using quasi-cyclic alternant codes. In the annex, this work deals with algebraic attacks against linear feedback shift register with memory. It also presents a brief study of cyclic codes on rings of matrices.