Design of Secure Hybrid Cellular Automata-Based Symmetric Cryptographic Systems

Abstract

Le recours de systèmes et de protocoles cryptographiques est devenue indispensable pour garantir les objectifs de la sécurité informatique, qui correspondent à la motivation de cette thèse. De nouveaux systèmes cryptographiques symétriques sont conçus pour assurer la confidentialité et l’intégrité des données en utilisant les automates cellulaires, qui fournissent un comportement complexe et des propriétés satisfaisantes à partir de calculs rapides, simples et en parallèle. Dans un premier temps, un système de chiffrement symétrique inspiré par le problème de la partition, chiffrement par partition (PCS), est proposé pour rendre la cryptanalyse des fréquences et les attaques par force brute plus complexes. Ensuite, la deuxième contribution, CA-PCS utilise un automate cellulaire non-uniform produisant plus de confusion et de diffusion, ainsi qu’une meilleure sécurité contre les attaques. La troisième contribution vise à produire des séquences de haute qualité d’aléatoire grâce à une famille de générateurs de nombres pseudo-aléatoires, CFA, basée sur des automates cellulaires et d’autres primitives cryptographiques. La quatrième contribution est un chiffrement par flux impliquant des automates cellulaires, avec l’objectif d’étudier plusieurs configurations pour atteindre un meilleur niveau de sécurité. Les deux dernières contributions concernent les primitives assurant l’intégrité des données, à savoir les fonctions de hachage. La cinquième contribution, LCAHASH1.1, est une famille de fonctions de hachage basées sur des automates cellulaires. La dernière fait appel à plusieurs automates cellulaires en plus de certaines mécanismes pour prévenir les attaques connues.