Protocoles cryptographiques pour le respect de la vie privée

Cryptographic protocols with privacy in mind

• Auteur / Autrice : Neals Fournaise
• Direction : Philippe Gaborit, Olivier Blazy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 04/01/2022
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie des Systèmes, Mathématiques, Informatique (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Gaborit, Olivier Blazy, Amandine Jambert, Céline Chevalier, Duong Hieu Phan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Vergnaud, Pascal Lafourcade

Mots clés

Mots clés contrôlés

Codes correcteurs d'erreurs (théorie de l'information)

Signatures électroniques

Protection de l'information (informatique)

Cryptographie à clé publique

Mots clés libres

Cryptographie

Cryptographie à clé publique

Signature numérique

Signature en Blanc

Transfert inconscient

Échange de clé authentifié

Cryptography

Public-key cryptography

Digital signature

Blind signature

Oblivious transfer

Authenticated key exchange

Résumé

En ayant le respect de la vie privée en tête, nous nous sommes attachés, durant cette thèse, à la conception et à l’amélioration de primitives cryptographiques connues telles que la signature ou l’authentification. En effet, nous avons proposé un protocole d’authentification (Secret Handshake) offrant un anonymat lors de la communication initiale et si celui-ci échoue ; il a la particularité d’être optimal en nombre de tours et efficace en terme de coûts calculatoires et d’échanges. Aussi, nous présentons une signature dite aveugle, dont le vote électronique est une application quasi-directe. Elle possède diverses propriétés rarement réunies : optimale en nombre de tours, de taille constante en fonction de la taille des messages et prouvée sûre sous des hypothèses classiques dans le modèle standard. Ensuite, un protocole d’Oblivious Transfer en cryptographie à base de codes correcteurs d’erreurs est donné : il offre ainsi une solution résistante à l’ordinateur quantique tout en étant performante en pratique. Toutes ces constructions sont réalisées avec une approche combinant d’autres outils cryptographiques de manière modulaire mais également en prouvant la sécurité sous des hypothèses de difficulté bien connues.

With privacy in mind, we explored, in this thesis, the design and improvement of known cryptographic primitives such as signature or authentication. Indeed, we propose an authentication protocol, a Secret Handshake, offering anonymity to the users in case of failure ; it is round-optimal and efficient both in computation and communication. We also present a Blind Signature, e-voting being an almost direct application. It has three properties rarely found combined : round-optimal, constante size and proved secure under classical assumptions in the standard model. Then, an Oblivious Transfer protocol from Code-based cryptography is detailed giving a quantum-resistant and practical algorithm. All the constructions were achieved following a modular approach, combining cryptographic building blocks such as encryption, signature and proof systems, and proven secure under known hardness assumptions.