Évaluation et optimisation de protocoles cryptographiques post-quantiques pour les drones civils

Assessment and optimization of post-quantum cryptographic protocols for civil UAV communications

• Auteur / Autrice : Ridwane Aissaoui
• Direction : Alain Pirovano, Jean-Christophe Deneuville
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : Toulouse, École nationale de l’aviation civile
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENAC-LAB - Laboratoire de Recherche ENAC

Mots clés

Mots clés libres

Cryptographie

Drones

Communications

Sécurité

Cryptographie Post-Quantique

Cryptography

Uav

Communication

Security

Post-Quantum Cryptography

Résumé

Dans le contexte d'une croissance très importante de leur nombre, il convient de prévenir les incidents et accidents dans le domaine des drones. En particulier, il est urgent de les protéger efficacement contre les attaques dont ils pourraient faire l'objet par des tiers. Les liens de communication sol bord notamment représentent des segments vulnérables. A ce titre on peut considérer les messages de “commande et contrôle” sur le lien C2link du même nom mais aussi les messages sensibles des nouvelles applications telle par exemple que RemoteID qui permettra l'identification à distance. D'une manière plus générale il s'agit de messages dits “de surveillance” dans le contexte du transport aérien et des drones. Un des principaux objectifs de cette thèse sera d'intégrer des mécanismes efficaces et robustes afin de garantir confidentialité, authentification, et intégrité. Ces trois primitives reposent principalement sur le chiffrement. Afin de s'abstraire de la problématique d'échange de clés, dans un premier temps des chiffrements hybrides seront considérés. Ces chiffrements permettent l'utilisation d'une clé dite “de session”, qu'il n'est pas nécessaire de stocker en mémoire à long terme, réduisant ainsi les ressources utilisées. D'une manière générale, les solutions existantes ne semblent pas répondre pleinement ou montreront leurs limites dans le contexte des systèmes drones. Ainsi il est pertinent et légitime de dédier des travaux de recherche visant à concevoir puis évaluer les performances de protocoles cryptographiques pour les communications des drones civils.

In the context of a very significant growth in their number, it is necessary to prevent incidents and accidents in the field of UAVs. In particular, it is urgent to protect them efficiently against attacks by third parties. The on-board ground communication links in particular represent vulnerable segments. In this respect, we can consider the ''command and control'' messages on the C2link of the same name, but also the sensitive messages of new applications such as RemoteID, which will allow remote identification. Generally speaking, these are so-called ''surveillance'' messages in the context of air transport and drones. One of the main objectives of this thesis will be to integrate efficient and robust mechanisms to guarantee confidentiality, authentication, and integrity. These three primitives are mainly encryption based. In order to avoid the problem of key exchange, hybrid encryption will be considered at first. These encryptions allow the use of a ''session'' key, which does not need to be stored in long-term memory, thus reducing the resources used. Generally speaking, existing solutions do not seem to fully meet or will show their limits in the context of UAV systems. Thus, it is relevant and legitimate to dedicate research works aiming at designing and then evaluating the performances of cryptographic protocols for civilian UAV communications.