Design et Analyse de sécurité pour les constructions en cryptographie symétrique

Design and Security Analysis for constructions in symmetric cryptography

• Auteur / Autrice : Gael Thomas
• Direction : Thierry Berger, Marine Minier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathematiques et applications
• Date : Soutenance le 02/06/2015
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Anne Canteaut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Berger, Marine Minier, Henri Gilbert, Christophe Clavier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Louis Goubin, Pierre-Alain Fouque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protection de l'information (informatique)

Mots clés libres

Cryptographie symétrique

Cryptographie à bas coût

FCSR

Schéma de Feistel généralisé

Symmetric cryptography

Lightweight cryptography

Feedback with carry shift register

Generalized Feistel network

Résumé

Les travaux réalisés au cours de cette thèse se situent au carrefour de la cryptographie symétrique et du monde des environnements contraints. Le but de cette cryptographie, dite cryptographie à bas coût, est de fournir et d'évaluer des algorithmes symétriques pouvant être implémentés sur des systèmes très limités en ressources. Les contributions de cette thèse portent d'une part sur l'évaluation de la sécurité des registres à décalage à rétroaction avec retenue (FCSR) face à de nouvelles attaques et d'autre part sur une vision unifiée des différents schémas de Feistel généralisés (GFN) qui permet de mieux cerner leurs propriétés cryptographiques. Ces études ont donné lieu à deux nouveaux algorithmes à bas coût~; d'une part GLUON une fonction de hachage à base de FCSR et d'autre part le chiffrement LILLIPUT basé sur une famille étendant plus avant la notion de GFN. Enfin, une méthode générique permettant de réaliser des attaques différentielles en fautes sur des GFN est esquissée.

The work done during this Ph.D. lies at the crossroads of symmetric cryptography and constraints environments. The goal of such cryptography, called lightweight cryptography, is to propose and evaluate symmetric algorithms that can be implemented on very ressource limited devices. The contributions of this thesis are first on the security evaluations of feedback with carry shift registers (FCSR) to some new attacks and second on a unified vision of generalized Feistel networks (GFNs) that allows to better understand their cryptographic properties. These studies gave rise to two new lightweight algorithms: first GLUON a hash function based upon FCSRs and second the cipher LILLIPUT based on a family further extanding the notion of generalized Feistel network. Finally, a generic method for carrying out a differential fault attack on GFNs is outlined.