Les preuves de protocoles cryprographiques revisitées

Proof of security protocols revisited

• Auteur / Autrice : Guillaume Scerri
• Direction : Hubert Comon-Lundh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 29/01/2015
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Spécification et Vérification (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Barthe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Cortier, Pierre-Alain Fouque
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : David Basin, Bruno Blanchet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Cryptographie

Logiciels -- Vérification

Mots clés libres

Sécurité

Démonstration automatique

Protocoles cryptographiques

Cryptographie

Automated reasoning

Cryptographic Protocols

Cryptography

Security

Résumé

Avec la généralisation d'Internet, l'usage des protocoles cryptographiques est devenu omniprésent. Étant donné leur complexité et leur l'aspect critique, une vérification formelle des protocoles cryptographiques est nécessaire.Deux principaux modèles existent pour prouver les protocoles. Le modèle symbolique définit les capacités de l'attaquant comme un ensemble fixe de règles, tandis que le modèle calculatoire interdit seulement a l'attaquant derésoudre certain problèmes difficiles. Le modèle symbolique est très abstrait et permet généralement d'automatiser les preuves, tandis que le modèle calculatoire fournit des garanties plus fortes.Le fossé entre les garanties offertes par ces deux modèles est dû au fait que le modèle symbolique décrit les capacités de l'adversaire alors que le modèle calculatoire décrit ses limitations. En 2012 Bana et Comon ont proposé unnouveau modèle symbolique dans lequel les limitations de l'attaquant sont axiomatisées. De plus, si la sémantique calculatoire des axiomes découle des hypothèses cryptographiques, la sécurité dans ce modèle symbolique fournit desgaranties calculatoires.L'automatisation des preuves dans ce nouveau modèle (et l'élaboration d'axiomes suffisamment généraux pour prouver un grand nombre de protocoles) est une question laissée ouverte par l'article de Bana et Comon. Dans cette thèse nous proposons une procédure de décision efficace pour une large classe d'axiomes. De plus nous avons implémenté cette procédure dans un outil (SCARY). Nos résultats expérimentaux montrent que nos axiomes modélisant la sécurité du chiffrement sont suffisamment généraux pour prouver une large classe de protocoles.

With the rise of the Internet the use of cryptographic protocols became ubiquitous. Considering the criticality and complexity of these protocols, there is an important need of formal verification.In order to obtain formal proofs of cryptographic protocols, two main attacker models exist: the symbolic model and the computational model. The symbolic model defines the attacker capabilities as a fixed set of rules. On the other hand, the computational model describes only the attacker's limitations by stating that it may break some hard problems. While the former is quiteabstract and convenient for automating proofs the later offers much stronger guarantees.There is a gap between the guarantees offered by these two models due to the fact the symbolic model defines what the adversary may do while the computational model describes what it may not do. In 2012 Bana and Comon devised a new symbolic model in which the attacker's limitations are axiomatised. In addition provided that the (computational semantics) of the axioms follows from the cryptographic hypotheses, proving security in this symbolic model yields security in the computational model.The possibility of automating proofs in this model (and finding axioms general enough to prove a large class of protocols) was left open in the original paper. In this thesis we provide with an efficient decision procedure for a general class of axioms. In addition we propose a tool (SCARY) implementing this decision procedure. Experimental results of our tool shows that the axioms we designed for modelling security of encryption are general enough to prove a large class of protocols.