Techniques améliorées en cryptanalyse différentielle

Improved Techniques in Differential Cryptanalysis

• Auteur / Autrice : Nicolas David
• Direction : Maria Naya-Plasencia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologies de l'information et de la communication
• Date : Soutenance le 08/11/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Centre de recherche de Paris (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Thomas Peyrin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christina Boura, Henri Gilbert, Patrick Derbez, Sondre Ronjom
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marine Minier, Willi Meier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Systèmes -- Identification -- Modèles ARX

Cryptanalyse différentielle

Cryptographie

Mots clés libres

Cryptographie

Quantique

Cryptanalyse

Cryptography

Quantum

Cryptanalysis

Résumé

Cette thèse en informatique se concentre sur le domaine de la cryptographie, en particulier sur la cryptanalyse différentielle. Dans cette thèse, je présente différentes méthodes de cryptanalyse et applications de ces dernières. Un chapitre sera consacré aux optimisations de la cryptanalyse différentielle-linéaire des constructions ARX, ainsi que son application à Chaskey. Dans le chapitre suivant, je présenterai une attaque complète contre la version principale du chiffrement par bloc Speedy, montrant alors comment utiliser des techniques puissantes lors d une cryptanalyse différentielle. Ensuite, je présenterai une nouvelle technique de cryptanalyse en cryptographie symétrique : cryptanalyse différentielle meet-in-the-middle, qui consiste à combiner des éléments de différentielle avec des éléments meet-in-the-middle. Enfin je présenterai version quantique de la cryptanalyse différentielle impossible : cryptanalyse différentielle quantique.

This thesis in computer science focuses on the field of cryptography, in particular on differential cryptanalysis. In this thesis, I present different cryptanalysis methods and applications of them. A chapter will be devoted to optimizations of differential-linear cryptanalysis of ARX constructs, as well as its application to Chaskey. In the next chapter, I will present a complete attack against the main version of the Speedy block cipher, showing then how to use powerful techniques during differential cryptanalysis. Next, I will present a new cryptanalysis technique in symmetric cryptography: differential meet-in-the-middle cryptanalysis, which consists of combining differential elements with meet-in-the-middle elements. Finally I will present quantum version of impossible differential cryptanalysis: quantum differential cryptanalysis.