Spécification et vérification automatique des propriétés des protocoles de vote électronique en utilisant la logique ADM

Specification and automatic verification of electronic voting protocol properties using the ADM logic

• Auteur / Autrice : Mehdi Talbi
• Direction : Adel Bouhoula, Ludovic Mé, Valérie Viêt Triêm Tông
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec École supérieure des communications de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anonymat

Cryptographie

Modalité (logique)

Méthodes formelles (informatique)

Vote électronique

Résumé

Les systèmes de vote électronique sont basés sur des protocoles cryptographiques faisant usage de primitives avancées (chiffrement homomorphe, signature en aveugle, etc. ) et impliquant des canaux de communication élaborés (anonymes, privés) dans le but de garantir certaines propriétés de sécurité : éligibilité, équité, anonymat, etc. Pour les systèmes critiques tels que celui du vote électronique, l’usage des méthodes formelles, pour prouver que les propriétés prétendues satisfaites par un protocole sont réellement garanties, devrait être incontournable. Dans cette thèse, nous proposons d’utiliser la logique modale ADM afin de spécifier une sélection de propriétés de sécurité. Ces propriétés sont vérifiables par rapport à un modèle à base de traces représentant des exécutions valides du protocole. Notre modélisation des protocoles tient en compte de la présence d’un intrus actif dont le pouvoir de déduction est ajusté en fonction des spécificités introduites par le vote électronique. La modélisation des protocoles et la spécification des propriétés sont appuyées par une étude de cas portant sur le protocole de vote FOO dont nous proposons une analyse de sa sécurité. En complément, nous proposons d’exploiter le système de preuve qui accompagne la logique ADM, afin d’implémenter un outil permettant d’automatiser le processus de la vérification formelle des propriétés spécifiées par rapport aux traces du protocole analysé.

It is a well known fact that only formal methods can provide a proof that a given system meets its requirements. Their use should be mandatory for critical systems such as electronic voting. In this thesis, we propose the use of the modal and linear ADM logic in order to specify a set of security properties that a voting protocol is required to satisfy : eligibility, non-reusability, accuracy, fairness, anonymity, receipt-freeness, etc. Our goal is to check these properties against a trace-based model where a trace represents a valid run of the protocol. Protocol executions take place in a hostile environment controlled by an active intruder whose deduction power is incremented according to electronic voting cryptographic primitives (blind signature, bit-commitment, homomorphic encryption, zero-knowledge proof, etc. ). Protocol modeling and properties specification are applied to the FOO protocol as a case study. Additionally, we propose to exploit the tableau-based proof system of the ADM logic, in order to develop a tool enabling the automatic verification of security properties against selected traces of the analyzed protocol.