RYCKEGHEM Jocelyn
Direction de recherche : Jean-Charles FAUGÈRE
Co-encadrement : PERRET Ludovic
Cryptographie post-quantique : conception et analyse en cryptographie multivariée
Dans cette thèse, nous étudions la conception de cryptosystèmes multivariés qui sont résistants contre les ordinateurs classiques et quantiques. En particulier, nous proposons deux schémas de signature digitale que j'ai soumis au processus de standardisation de cryptographie post-quantique du NIST : GeMSS et DualModeMS. Ces schémas sont basés sur la famille HFE. Nous proposons des paramètres de sécurité basés sur un état de l'art de vingt ans de cryptanalyse intensive. Puis, nous sélectionnons des paramètres qui maximisent l'efficacité. Nous la mesurons avec une nouvelle bibliothèque : MQsoft. MQsoft est une bibliothèque efficace en C qui supporte un large ensemble de paramètres pour les schémas basés sur HFE. Sa performance surpasse toutes les bibliothèques existantes. Nous expliquons dans cette thèse comment nous obtenons une telle performance. Tandis que GeMSS est un schéma qui a une grande clé publique, mais une signature très courte, DualModeMS est basé sur une transformation qui inverse ce comportement. Cependant, sa sécurité est basée sur l'hypothèse que le problème AMQ est difficile. Nous démontrons que cette hypothèse est vérifiée, et nous confirmons nos résultats avec des expériences utilisant les bases de Gröbner. Finalement, nous proposons la première implémentation de DualModeMS. Nous étudions comment l'implémenter efficacement, et comment optimiser le choix des paramètres de sécurité. Nous étendons aussi DualModeMS à l'utilisation du cryptosystème Rainbow à la place de HFE. Ceci permet d'obtenir des tailles de clés et signature intéressantes.
Soutenance : 08/02/2021
Membres du jury :
DUMAS Jean-Guillaume (Professeur à l’université Grenoble Alpes) [Rapporteur]
SMITH-TONE Daniel (Professeur associé à University of Louisville, Chercheur senior au NIST) [Rapporteur]
GOUGET Aline (Directrice et experte senior en cryptographie avancée à Thalès)
SAFEY EL DIN Mohab (Professeur à Sorbonne Université)
LOIDREAU Pierre (DGA et Chercheur associé à l'université de Rennes I)
FAUGÈRE Jean-Charles (Directeur de recherche à l'INRIA Paris)
PERRET Ludovic (Maître de conférences HDR à Sorbonne Université)
Publications 2017-2021
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2021
- J. Ryckeghem : “Cryptographie post-quantique : conception et analyse en cryptographie multivariée”, thèse, soutenance 08/02/2021, direction de recherche Faugère, Jean-Charles, co-encadrement : Perret, Ludovic (2021)
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2019
- J.‑Ch. Faugère, L. Perret, J. Ryckeghem : “Software Toolkit for HFE-based Multivariate Schemes”, CHES 2019 : International Conference on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, vol. 2019 (3), IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, Atlanta, United States, pp. 257-304 (2019)
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2017
- J.‑Ch. Faugère, L. Perret, J. Ryckeghem : “DualModeMS: A Dual Mode for Multivariate-based Signature”, (2017)
- A. Casanova, J.‑Ch. Faugère, G. Macario‑Rat, J. Patarin, L. Perret, J. Ryckeghem : “GeMSS: A Great Multivariate Short Signature”, 1-4 pages (2017)