Direction de recherche : Elham KASHEFI

Co-encadrement : Céline CHEVALIER

Cryptographie Quantique Multi-Partite : Du Folklore au Monde Réel

La cryptographie quantique a bénéficié des nombreuses avancées de la cryptographie et théorie des réseaux classiques. Cependant, elle n’en est qu’à ses balbutiements en ce qui concerne son application en conditions réelles et approfondir la théorie sous-jacente est un prérequis crucial à l’exploitation de l’intégralité de ses possibilités.
Pour cela, il faut tout d’abord formaliser rigoureusement les propriétés de sécurité quantiques des techniques importées de la cryptographie classique, pour l’instant souvent utilisées sans justification.
Ensuite, les progrès récents des technologies quantiques tendent à pointer vers un modèle d’accès type client-serveur avec un client faiblement quantique. Dans ce contexte, les protocoles quantiques se doivent d’être les plus frugaux possibles en termes de ressources (mémoire et opération).
Enfin, implémenter des protocoles sur des architectures concrètes nécessite de les adapter finement aux machines utilisées afin d’améliorer encore leur optimisation.
Cette thèse contribue à ces trois aspects en :

• proposant une définition du Quantum Cut-and-Choose, technique qui permet de garantir la préparation honnête d’un message quantique ;
• présentant un cadre de sécurité plus réaliste contre les attaques par superposition, qui garantit la sécurité de protocoles classiques exécutés sur une machine quantique ;
• construisant un protocole efficace de délégation de calcul multipartite quantique, qui permet à des clients de déléguer un calcul privé à un serveur ;
• démontrant qu’il est possible de vérifier l’exactitude de calculs quantiques délégués sans aucun impact en terme ressources côté client ou serveur.

Publications 2020-2023

• 2023
  • Th. Kapourniotis, E. Kashefi, D. Leichtle, L. Music, H. Ollivier : “Asymmetric Quantum Secure Multi-Party Computation With Weak Clients Against Dishonest Majority”, (2023)
• 2022
  • Th. Kapourniotis, E. Kashefi, D. Leichtle, L. Music, H. Ollivier : “Unifying Quantum Verification and Error-Detection: Theory and Tools for Optimisations”, (2022)
  • L. Music, C. Chevalier, E. Kashefi : “Correction to: Dispelling myths on superposition attacks: formal security model and attack analyses”, Designs, Codes and Cryptography, vol. 90 (6), pp. 1535-1535, (Springer Verlag) (2022)
  • L. Music, C. Chevalier, E. Kashefi : “Dispelling myths on superposition attacks: formal security model and attack analyses”, Designs, Codes and Cryptography, vol. 90 (4), pp. 881-920, (Springer Verlag) (2022)
• 2021
  • L. Music : “Multi-Party Quantum Cryptography: From Folklore to Real-World”, thèse, soutenance 09/07/2021, direction de recherche Kashefi, Elham, co-encadrement : Céline, CHEVALIER (2021)
  • D. Leichtle, L. Music, E. Kashefi, H. Ollivier : “Verifying BQP Computations on Noisy Devices with Minimal Overhead”, PRX Quantum, vol. 2 (4), pp. 040302, (APS Physics) (2021)
  • Th. Kapourniotis, E. Kashefi, L. Music, H. Ollivier : “Delegating Multi-Party Quantum Computations vs. Dishonest Majority in Two Quantum Rounds”, (2021)
  • E. Kashefi, L. Music, P. Wallden : “The Quantum Cut-and-Choose Technique and Quantum Two-Party Computation”, (2021)
• 2020
  • L. Music, E. Kashefi, C. Chevalier : “Dispelling Myths on Superposition Attacks: Formal Security Model and Attack Analyses”, International Conference on Provable Security, ProvSec 2020: Provable and Practical Security, vol. 12505, Lecture Notes in Computer Science, Singapour / Virtual, Singapore, pp. 318-337, (Springer) (2020)
  • E. Kashefi, D. Leichtle, L. Music, H. Ollivier : “Securing Quantum Computations in the NISQ Era”, (2020)