Projet de recherche doctoral numero :4445

Description

Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Théorie des corps finis et cryptographie symétrique
Directrice de thèse: Anne CANTEAUT (Inria-Paris (ED-130))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini

Resumé: Les algorithmes à clef secrète (également appelés symétriques) sont essentiels en cryptographie car ils sont les seuls à pouvoir assurer la confidentialité des données avec les performances requises par la plupart des applications (en termes de vitesse, de taille de circuit mettant en oeuvre l’algorithme...). Ces contraintes d’implémentation sont donc au coeur même de leur conception. Pour cette raison, cette dernière ne repose pas sur des problèmes mathématiques bien connus, contrairement aux algorithmes à clef publique, comme le RSA ou les chiffrements à base de courbe elliptique. La conception des algorithmes symétriques n’est pourtant pas moins mathématisée. Au lieu de reposer sur la théorie des nombres comme beaucoup de systèmes à clef publique, elle tire parti essentiellement de résultats relevant de la théorie des corps finis. En effet, afin de résister aux grandes familles d’attaques connues, les fonctions impliquées dans ces chiffrements doivent satisfaire certains critères. Les systèmes cryptographiques opérant naturellement sur des données binaires, ces fonctions sont des fonctions de F_2^n dans F_2^m , et les critères de sécurité sont par exemple liés au degré de leurs coordonnées (représentés par des polynômes multivariés), à leurs différentielles... La nécessité de minimiser les coûts de mise en oeuvre imposant le choix de fonctions qui garantissent une résistance optimale aux attaques, la construction de ces fonctions (et leur optimalité) met généralement en jeu une structure algébrique forte, reposant typiquement sur l’identification de F_2^n avec le corps F_{2^n}. Ainsi, la seule fonction non-linéaire utilisée dans le standard de chiffrement symétrique par bloc AES est une fonction de F_2^8 dans F_2^8 qui, à une transformation affine près, correspond à « l’inversion » dans le corps fini à 2^8 éléments. Il s’agit en effet de la seule permutation connue (à équivalence près) qui résiste de manière optimale aux cryptanalyses différentielle et linéaire. Toutefois, le lien entre théorie des corps finis et cryptographie symétrique n’a été exploité jusqu’à présent que pour construire des objets optimaux. L’objet de cette thèse est d’explorer plus en détail ces liens et de tenter de les exploiter plus systématiquement, notamment dans deux directions : –* l’utilisation de la structure de corps fini pour la cryptanalyse, c’est-à-dire pour l’attaque de systèmes cryptographiques symétriques ; –* l’utilisation de travaux récents dans le domaine de la cryptographie pour aborder des problèmes relevant classiquement de la théorie des corps finis, par exemple pour le calcul de certaines sommes de Weil.

Doctorant.e: Rotella Yann