DÉFINITION ET CONCEPTION D'UNE PLATEFORME DE SÉCURISATION DES ÉCHANGESADAPTATIVE ET RESISTANTE AU QUANTIQUE

DEFINITIONA ND DESIGN OF A PLATFORM FOR SECURING ADAPTIVE AND QUANTUM-RESISTANTEXCHANGES

• Auteur / Autrice : Jean-Jacques Grund
• Direction : Ahmed Serhrouchni, Rida Khatoun
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique, données, IA
• Date : Inscription en doctorat le 01/07/2020
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Traitement et Communication de l'Information
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : C² - Cybersécurité et Cryptographie

Mots clés

Mots clés libres

Cryptographie pont-quantiqu

Architecture adaptative

Transition vers le post-quantique

Sécurité des échanges

Blockchain

Protocole TLS

Post-quantum cryptography

Exchange security

Transition to pont-quantum

Blockchain

Adaptive Architecture

TLS protocol

Résumé

Le protocole TLS (Transport Layer Secure)[1] [4]. standard de ]'IETF (]nternet Engineering Task Force) semb]e être ]e protocole de sécurité le plus déployé. Il doit en partie cela à son intégration au Web. Il a depuis subi plusieurs extensions afin de mieux répondre aux attentes très diversifiées des applications. Toutes ces extensions devaient préserver l'interopérabilité avec l'existant. Les besoins et attentes actuels des applications mettent à rude épreuve le protocole TLS. Une alternative à ce protocole qui a probablement fait ses preuves a vu le jour: TLSI .3. Ainsi le protocole TLSI .3 apporte des améliorations significatives (réduction de la latence, endurcissement des cipher suites. ...) mais reste imprégner des principes de TLS. quant à sa généricité pour répondre de manière similaire à tout type de besoins et fournissant des services de sécurité de base (confîdentialité,i ntégritée t authentification)L. a cryptographiea symétrique reste présente dans TLS et le fragilise quant au quantique mais de moindre mesure car elle peut porter que sur la signature. De nouveaux contextes comme les réseaux véhiculaires, les systèmes de contrôle industriel, les systèmes de paiement sans contact. l'lnternetd es objets, la téléphonie sur IP. les smart cities et les applications classiques comme la messagerie et le Web notamment. nécessitent des besoins de sécurité avec différentst ypes d'exigence auxquels le protocoleT LS avec une architecturec ommune entre deux entités uniquement de bout en bout ne peut répondre de manière ad hoc. L'objectif de cette recherche est la définition d'une plateforme minimum. flexible et évolutive capable d'intégrer et de s'adapter aux besoins de sécurité associés aux différents contextes cités précédemment. Cette plateforme intègre des protocoles offrant des services de sécurité td hoc auxquels doit être intég rer une signalisation de type coopératif pour le contrôle et l'audit des différents niveaux de sécurité atteints. Une politique de sécurité sous le contrôle de l'utilisateur et de l'opérateur de service doit être intégrée à cette plateforme. Les utilisateurs doivent avoir une visibilité directe sur le niveau de sécurité opérationnelle réalisé par la plateforme et les protocoles associés. Les mécanismes cryptographiques sousjacent doiventn on seulement résister au quantique mais doiventé galement assurer la transitione ntre 'avant et le post-quantique. Il est nécessaire pour cette futur protocole plateforme d'intégrer au niveau de son architecture la capacité de s'adapter et ainsi de répondre aux besoins de sécurité. Cette recherche s'inscrit dans la continuitéd es travaux précédents réalisés dans [7]]8j]9]]10 ]]1 1]. Ainsi Ces travaux et résultats de cette recherche doivent être versés directement dans ]es groupe de travai] de ]'IETF. 11]T . Dierks and C. Allen. 'The TLS protocol version 1 .0,' RFC 2246, Jan. 1999. [2] D. Choper. S. Santesson, S. Farre]], S. Boeyen. R. Hous]ey. and W. Po]k, ']nternetx .509 public key infrastructur e certificatea nd CRL profile,' RFC 5280. 2008 [3] S. Blake-Wilson. M. Nystrom. D. Hopwood. J. Mikke]sen. and T. Wright. 'Transport layer security extensions.' RFC 4366. 2006 [5]E . Rescorla',D iffie-hellmkaeny a greemenmt ethod,R' FC2 631. 19 99 [6] P. Eronen and H. Tschofenig. 'Pre-shared key ciphersuite for TLS,' RFC 4279. 2005 [7] Thomas Guillet : Sécurité de la téléphonies ur IP. Thèse Informatiquee t Réseaux, EDITE, Télécom Paris, octobre 2010 [8] Ahmad Fadlallah: IP traceback solutionsf or Interneta ttacks. Thèse Informatiquee t Réseaux. EDITE. Télécom Paris, 6 février 2008. [9] Cedric Alun: A NAT and Firewalls ignallingf ramework for the Internet.T hèse Informatiquee t Réseaux. EDITE, Télécom Paris Décembre 2005 [10 ] Cédric Llorens:M esure de la sécurité logiqued 'un Réseau d'opérateurM ultiservicesT. hèse Informatiquee t Réseaux, EDITE. Télécom Paris. Novembre2005 [11 ] lbrahim Hajjeh: Sécurité des échanges. Conoeption et validationd 'un nouveau protocole pour la sécurisation des échanges. Thèse Informatiquee t Réseaux. EDITE. Télécom Paris, Novembre 2004.

The TLS (Transport Layer Secure) protoco1[1 ] [4], standard of the InternetE ngineering Task Force (IETF) seems to be the moût deployed ty protocol. In part. this is due to its integration with the Web. It has since undergone several extensions to better meet the very diverse expectationso f applications. All these extensions had to preserve interoperabilityw ith the existing one. The cur rent needs and expectations of applications are putting the TLS protocol to the test. An alternative to thés probably proven protocol has been TLSI .3. Thus the TLSI .3 protocol brings significant improvements (reduction of the latency, hardening of the cipher suites. ...) but remains to impregnate the principles ofTLS, as for its genericity to answer in a similar way to all kind of needs and providing basic security services (confidentialityi.n tegritya nd authentication).A symmetric cryptographyr emains present in TLS and weakens it withr espect to quantum but to a lesser extent because it can only affect the signature N ew contexts such as vehicular networks, industrial control systems. contactless payment systems, the Internet of Things, IP telephony. smart cîties and classic applications like email and the Web in particular, require special needs. with different types of requirements to which the TLS protocol with a commun architecture between two end-to-end entities can not respond in an ad hoc manner. The objectiveo f this research is the definitiono f a minimum,f lexiblea nd scalable platformc apable of integratinga nd adaptingt o the security needs associated with the different contexts mentioned above. Thés platform integrates protocols oKering ad hoc security services to which cooperative-type signaling must be integrated for the control and auditing of the different levers of security achieved. A security policy under the control of the user and the service operator must be integrated into this platform. Usera must have a direct view of the lever of operational security achieved by the platform and associated protocole. The underlying cïyptog raphic mechanisms must not only esist quantum but must also endure the transition between the forward and the post-quantum. It is neoessary for this future platform protocolt o ïntegratei n its architectur e the abilityt o adapt and thus meet security needs. This research is a continuationo f previous work dîne in [7] [8] [9] [1 0] [1 1]. Thus. this work and results of thés research must be paid directly into the working groups of the IETF Bibliography: 11]T . Dierks and C. Allen. 'The TLS protocol version 1. 0.' RFC 2246. Jan. 1999 [2] D. Couper, S. Santesson. S. Farrell. S. Boeyen, R. Housley,a nd W. Polk. 'lnternetx .509 publick ey infrastructurcee rtificatea nd CRL profile.' RFC 5280, 2008. [3] S. Blake-Mlson, M. Nystrom, D. Hopwood. J. Mikkelsen. and T. Wright. 'Transport layer security extensions.' RFC 4366. 2006. [4]T . Dierksa nd E. Rescorla, 'The TLS protocolv ersion 1. 2.' RFC 5246.2 008. [5]E . Rescorla',D iffie-hellmkaeny a greemenmt ethod.R' FC 2631. 1 9 99 [6] P. Eronen and H. Tschofenig. 'Pre-shared key ciphersuite for TLS,' RFC 4279. 2005 [7] Thomas Guillet : Sécurité de la téléphonie sur IP. Thèse Informatique et Réseaux, EDITE, Télécom Paris. octobre 201 0. [8}A hmad Fadlallah:I P traceback solutionsf or Interneta ttacks. Thèse Informatiquee t Réseaux, EDITE, TélécomP aris. 6 février2 008. [9] Cedric Alun: A NAT and Firewall signallingf ramework for the Internet.T hèse Informatiquee t Réseaux, EDITE. Télécom Paris. Décembre 2005. [10 ] Cédric Llorens: Mesure de la sécurité logiqued 'un Réseau d'opérateur Multiservices. Thèse Informatiquee t Réseaux, EDITE, Télécom Paris. Novembre2005 [1 1] lbrahim Hajjeh: Sécurité des échanges. Conception et validation d'un nouveau protocole pour la sécurisation des échanges. Thèse Informatiquee t Réseaux, EDITE. Télécom Paris. Novembre 2004