Cryptography with Spacetime Constraints

Résumé : Dans cette thèse, nous étudions comment exploiter des contraintes spatio-temporelles, notamment le principe d’impossibilité de transmission supraluminique, dans le but de créer des primitives cryptographiques sûres, par exemple la vérification de position ou la “mise en gage de bit” (bit commitment). D’après le principe d’impossibilité de transmission supraluminique, aucun vecteur physique d’information ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Ce principe entraîne une contrainte sur le temps de communication entre deux points éloignés. Ce délai dans le transfert d’information peut être utilisé en cryptographie. Par exemple, en calculant le “round-trip time” d’une communication, il est possible d’obtenir une borne supérieure sur la distance entre deux personnes. De plus, le délai d’un transfert d’information peut être utilisé comme une contrainte temporelle inter-disant la communication. En cryptographie multi-agents, il est connu que l’hypothèse de non-communication entre les agents permet de réaliser de manière sécurisée de nombreuses primitives comme la “mise en gage de bit” et le “tranfert inconscient” (oblivious transfer), et l’un des buts de cette thèse est de comprendre `a quel point les contraintes spatio- temporelles peuvent être exploitées pour simuler des scénarios de non-communication. Dans la première partie de cette thèse nous étudions comment utiliser une contrainte de non-communication pour essayer de vériifier la position d’une personne. En fait, cet objectif ne peut pas être atteint parfaitement car une coalition d’adversaires peut toujours simuler la position d’une personne. De telles attaques existent de manière gé nérale contre tout protocole de vérification de position, mais ont un coût très elevé. Dans un premier temps, nous nous intéressons `a une famille de stratégies qui sont efficaces contre de nombreux protocoles de vérification faciles à implementer pour les joueurs honnêtes. Puis nous introduisons un nouveau schéma de vérification de position facile à implémenter mais pour lequel la stratégie d’attaque précédente échoue. La deuxième partie de cette thèse est une étude des jeux non-locaux. Ces jeux sont pertinents pour étudier les protocoles de “mise en gage de bit” relativistes. Nous obtenons notamment une borne supérieure sur la valeur classique d’une certaine famille de jeux non-locaux, qui généralisent le jeu CHSH. Dans la dernière partie, nous nous penchons sur deux exemples de protocoles de “mise en gage de bit” relativistes afin d’en étudier la sécurité contre des adversaires classiques. La preuve de sécurité exploite les bornes obtenues sur la valeur classique des jeux considérés dans la deuxième partie. Le premier protocole est facilement impĺementable mais n’est pas robuste contre des pertes, ce qui le rend peu pertinent pour des implementations pratiques. Afin de palier ce problème, nous développons un nouveau protocole qui fonctionne même quand il est impĺementé sur un réseau de télécommunication imparfait. Pour conclure cette thèse, nous donnons un bref résumé du contenu de chacun des chapitres et mentionnons quelques problèmes ouverts intéréssants. Ces problèmes ouverts peuvent être très utiles pour comprendre le rôle de contraintes spatio-temporelles, par exemple de l’impossibilité de transmission supraluminique, dans la conception de primitives cryptographiques parfaitement sûres.
Type de document :
Thèse
Computer Science [cs]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2017. English
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Contributeur : Kaushik Chakraborty <>
Soumis le : samedi 18 novembre 2017 - 00:33:40
Dernière modification le : mercredi 13 décembre 2017 - 01:05:10

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Kaushik Chakraborty. Cryptography with Spacetime Constraints. Computer Science [cs]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2017. English. 〈tel-01637818〉

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