Etude et Implémentation des Fonctions de Hachage Cryptographiques Basées sur les Automates Cellulaires
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Date
2016-02-11
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Abstract
Résumé (Français et/ou Anglais) :
Les fonctions de hachage cryptographiques sont des primitives importantes pour construire de nombreux systèmes de sécurité tels que les protocoles d'authentification et d'intégrité. Ils ont attiré un intérêt de recherche exceptionnel au cours des dernières années, en particulier après l'augmentation de nombre d'attaques contre les fonctions largement utilisés comme MD5, SHA-1 et RIPEMD. À la lumière de ces attaques, il est nécessaire d'envisager de nouvelles stratégies de désigne et de conception de fonctions de hachage. Parmi les stratégies prometteuses sont celles basées sur les systèmes dynamiques et en particulier sur les automates cellulaires, qui constituent une bonne approche pour construire des fonctions de hachage rapides et sécurisées en raison de leur comportement chaotique et complexe dérivé à partir de règles simples. Dans cette thèse, nous étudions l'utilisation des automates cellulaires comme base de construction de fonctions de hachage et nous proposons deux fonctions de hachage simples et efficaces basées sur les automates cellulaires programmables. La première est une fonction sans clé basée sur les automates cellulaires élémentaires et la deuxième est une fonction avec clé secrète basée sur les automates cellulaires avec mémoire et les automates 2D. Les résultats des tests statistiques ont montré que les fonctions proposées possèdent de bonnes propriétés cryptographiques, telles que la confusion, la diffusion et une grande sensitivité vers les changements d'entrée. En outre, elles peuvent être facilement implémentées via le logiciel ou le matériel, et elles fournissent des performances fonctionnelles très compétitives.
Cryptographic hash functions are important blocks to build many cryptographic systems such as authentication and integrity verification protocols. They have recently brought an exceptional research interest, especially after the increasing number of attacks against the widely used functions as MD5, SHA-1 and RIPEMD. Hence, the need to consider new hash functions design and conception strategies is imposed. Among promising strategies are those based on dynamical systems and particulary cellular automata, which presents a good approach to build fast and secure hash functions, due to their chaotic and complex behavior derived from simple rules interaction. In this thesis, we study the use of cellular automata as built base for cryptographic hash functions, and we present two simple and efficient hash functions based on programmable cellular automata. The first proposed hash function is a keyless function built by using elementary cellular automata . The second one is a keyed function with a secrete key, based on cellular automat with memory and 2D cellular automata. The functions are evaluated using several statistical tests, while obtained results demonstrate very admissible cryptographic proprieties such as confusion, diffusion capability and high sensitivity to input changes. Furthermore, the hashing schemes can be easily implemented through software or hardware, and provide very competitive running performances.
Description
Doctorat en Sciences
