contribution à la cryptographie interactive

contribution to interactive cryptography

• Auteur / Autrice : Baptiste Cottier
• Direction : David Pointcheval
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 06/01/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mathématiques de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DIENS - Département d'informatique de l'École normale supérieure
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CASCADE
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Damien Vergnaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Pointcheval, Sébastien Canard, Maryline Laurent, Olivier Blazy, Cristina Onete
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Canard, Cristina Onete

Mots clés

Mots clés libres

Apprentissage Automatique

Authentification

Calcul Multipartite Sécurisé

Cryptographie Post-Quantique

Cryptographie à bas-coût

Machine Learning

Authentication

Secure Multiparty computation

Post-Quantum Cryptography

Lightweight Cryptography

Résumé

De nos jours, la cryptographie fait partie intégrante de notre quotidien. Initiallement destinée à être utilisée pour les interac- tions entre humains, elle est aujourd’hui employée pour les interactions avec et entre des machines. A travers cette thèse, nous présenterons nos diverses contributions couvrant une partie du spectre de la cryptographie interactive. Dans un premier temps, nous la verrons comme un outil au service de l’apprentissage automatique. Nous montrerons qu’elle peut permettre à un client et à un serveur d’interagir afin de faire évaluer les données du client par le modèle du serveur, sans qu’aucun d’eux n’apprenne d’informartion confidentielle au sujet de l’autre. Ensuite, nous étendrons la notion déjà existante de Smooth Projective Hash Functions pour la rendre plus compatible avec la cryptographie post-quantique, et notamment les réseaux euclidiens. Cette extension servira de base à la construction de Transferts Inconscients, largement déployés aujourd’hui dans le cadre de Calculs Multipartites Securisés. Finalement, nous nous intéresserons à la cryptographie à bas-coût, permettant à des appareils techniquement limités d’interagir entre eux tout en jouissant d’une sécurité suffisante. Plus précisément, nous étudierons la sécurité d’un pro- tocole authentifié d’échange de clés optimisé pour de tels appareils, permettant d’établir une communication sécurisée entre eux.

Nowadays, cryptography is an integral part of our daily lives. Originally intended to be used for human-to-human interactions, cryptography is now also used for with and between machines. In this thesis, we will present our contributions covering part of the spectrum of interactive cryptography. First, we will use cryptography as a tool for Machine Learning. We will show that a client and a server can securely interact such that the client gets his data evaluated by a model owned by the server, without learning any confidential information about the other party’s data. Next, we will extend the already existing primitive of Smooth Projective Hash Functions to make it more compliant with post- quantum cryptography, and in particular with lattices. This extension will be used as a basis for the construction of Oblivious Transfers, widely used in the Secure Multiparty Context. Finally, we will focus on lightweight cryptography, allowing technically limited devices to interact with each other while enjoying sufficient security. More precisely, we will perform a security analysis of an authenticated key exchange protocol optimized for such devices, allowing them to securely interact.