Thèse soutenue

Conception et analyse cryptographique des cryptosystèmes post-quantiques

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Auteur / Autrice : Olive Chakraborty
Direction : Jean-Charles FaugèreLudovic Perret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 16/12/2020
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Mohab Safey El Din
Examinateurs / Examinatrices : Stef Graillat
Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Patarin, Delaram Kahrobaei

Résumé

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La résolution de systèmes polynomiaux est l’un des problèmes les plus anciens et des plus importants en Calcul Formel et a de nombreuses applications. C’est un problème intrinsèquement difficile avec une complexité, en générale, au moins exponentielle en le nombre de variables. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur des schémas cryptographiques basés sur la difficulté de ce problème. Cependant, les systèmes polynomiaux provenant d’applications telles que la cryptographie multivariée, ont souvent une structure additionnelle cachée. En particulier, nous donnons la première cryptanalyse connue du crypto-système « Extension Field Cancellation ». Nous travaillons sur le schéma à partir de deux aspects, d’abord nous montrons que les paramètres de challenge ne satisfont pas les 80bits de sécurité revendiqués en utilisant les techniques de base Gröbner pour résoudre le système algébrique sous-jacent. Deuxièmement, en utilisant la structure des clés publiques, nous développons une nouvelle technique pour montrer que même en modifiant les paramètres du schéma, le schéma reste vulnérable aux attaques permettant de retrouver le secret. Nous montrons que la variante avec erreurs du problème de résolution d’un système d’équations est encore difficile à résoudre. Enfin, en utilisant ce nouveau problème pour concevoir un nouveau schéma multivarié d’échange de clés nous présentons un candidat qui a été soumis à la compétition Post-Quantique du NIST.