Itérations chaotiques pour la sécurité de l'information dissimulée

Chaotic iterations for the Hidden Information Security

• Auteur / Autrice : Nicolas Friot
• Direction : Jacques Bahi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 05/06/2014
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Jury : Président / Présidente : Raphaël Couturier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Bahi, Raphaël Couturier, Pierre Spitéri, Guillaume Bonfante, Christophe Guyeux, Lhassane Idoumghar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Spitéri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Mots clés libres

Dissimulation d'informations

Étalement de spectre

Exposant de Lyapunov

Internet

Iterations chaotiques

Modèles mathématiques

Preuve de sécurité

Protection des documents numériques

Robustesse

Sécurité informatique

Sécurité des données

Sécurité topologique

Stéganalyse

Stéganographie

Stégo-sécurité

Syqstèlesss dynamiques discrets

Tatouage numérique

Tests applicatifs

Théorie du chaos

Topologie

Vie privée

Application tests

Chaotiques iterations;

Chaos theory

Computer security

Data hiding

Data security

Digital Watermarking

Discret dynamycal systems

Internet

Lyapunov exponent

Mathematics models

Privacy

Protection of digital documents

Robustness

Security proofs

Spread spectrum

Steganalysis

Steganography

Stego-security

Topological security

Topology

Résumé

Les systèmes dynamiques discrets, œuvrant en itérations chaotiques ou asynchrones, se sont avérés être des outils particulièrement intéressants à utiliser en sécurité informatique, grâce à leur comportement hautement imprévisible, obtenu sous certaines conditions. Ces itérations chaotiques satisfont les propriétés de chaos topologiques et peuvent être programmées de manière efficace. Dans l’état de l’art, elles ont montré tout leur intérêt au travers de schémas de tatouage numérique. Toutefois, malgré leurs multiples avantages, ces algorithmes existants ont révélé certaines limitations. Cette thèse a pour objectif de lever ces contraintes, en proposant de nouveaux processus susceptibles de s’appliquer à la fois au domaine du tatouage numérique et au domaine de la stéganographie. Nous avons donc étudié ces nouveaux schémas sur le double plan de la sécurité dans le cadre probabiliste. L’analyse de leur biveau de sécurité respectif a permis de dresser un comparatif avec les autres processus existants comme, par exemple, l’étalement de spectre. Des tests applicatifs ont été conduits pour stéganaliser des processus proposés et pour évaluer leur robustesse. Grâce aux résultats obtenus, nous avons pu juger de la meilleure adéquation de chaque algorithme avec des domaines d’applications ciblés comme, par exemple, l’anonymisation sur Internet, la contribution au développement d’un web sémantique, ou encore une utilisation pour la protection des documents et des donnés numériques. Parallèlement à ces travaux scientifiques fondamentaux, nous avons proposé plusieurs projets de valorisation avec pour objectif la création d’une entreprise de technologies innovantes.

Discrete dynamical systems by chaotic or asynchronous iterations have proved to be highly interesting toolsin the field of computer security, thanks to their unpredictible behavior obtained under some conditions. Moreprecisely, these chaotic iterations possess the property of topological chaos and can be programmed in anefficient way. In the state of the art, they have turned out to be really interesting to use notably through digitalwatermarking schemes. However, despite their multiple advantages, these existing algorithms have revealedsome limitations. So, these PhD thesis aims at removing these constraints, proposing new processes whichcan be applied both in the field of digital watermarking and of steganography. We have studied these newschemes on two aspects: the topological security and the security based on a probabilistic approach. Theanalysis of their respective security level has allowed to achieve a comparison with the other existing processessuch as, for example, the spread spectrum. Application tests have also been conducted to steganalyse and toevaluate the robustness of the algorithms studied in this PhD thesis. Thanks to the obtained results, it has beenpossible to determine the best adequation of each processes with targeted application fields as, for example,the anonymity on the Internet, the contribution to the development of the semantic web, or their use for theprotection of digital documents. In parallel to these scientific research works, several valorization perspectiveshave been proposed, aiming at creating a company of innovative technology.