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Thèses soutenues 2021



  Zongchao Qiao, Dynamique non-linéaire, applications au chiffrement basé sur le chaos
Dynamique non-linéaire, applications au chiffrement basé sur le chaos
Auteur : Zongchao Qiao
Manuscript :


Mots-clés : Dynamique non-linéaireSystème chaotiqueCrypto-système basé sur le chaosAlgorithme de chiffrementChiffrement de fluxChiffrement par blocGénérateur de nombres pseudo-aléatoires PRNG
Résumé

Les systèmes chaotiques présentent des comportements dynamiques non-linéaires complexes. Ils possèdent des propriétés spécifiques, à la fois déterministes et pseudo-aléatoires, qui les rendent prometteurs pour la conception d’algorithmes de chiffrement sécurisé. Les crypto systèmes basés sur le chaos peuvent être classés en chiffrement par flux et chiffrement par blocs. La conception d’un Générateur de Nombres Pseudo-Chaotiques (PCNG) présentant des propriétés pseudo-aléatoires et chaotiques imposées est cruciale pour la sécurité d'un crypto système. Cependant, des niveaux insuffisants de confusion et de diffusion dans l’algorithme de cryptage utilisant un PCNG pas assez performant conduisent à des failles de sécurité. La conception de cartes chaotiques à partir d’une fonction de variables réelles peut menacer la fiabilité d'un crypto système basé sur le chaos. Pour cette raison nous proposons des cartes chaotiques reformulées sur un corps fini de nombres entiers codés sur 32 bits. Cela permet de surmonter les problèmes d'erreur de quantification et optimise ainsi l'utilisation des ressources informatiques. De plus, nous proposons deux nouveaux algorithmes de chiffrement, le premier est basé sur le chiffrement par flux utilisant un PCNG efficace. Le second est un chiffrement robuste par blocs qui est fondé sur des composants chaotiques et la S-box de l’Advanced Encryption Standard (AES). Ce dernier algorithme présente d'excellentes propriétés de confusion et de diffusion. Les propriétés statistiques ainsi que les cas tests standards de cryptage d’images ont été vérifiés pour les deux algorithmes qui se sont avérés être sûrs et fiables. En outre, un Générateur de Nombres Pseudo-Aléatoires (PRNG) basé sur un schéma de couplage de fonctions chaotiques innovant a été proposé. Les excellentes propriétés statistiques et chaotiques du générateur sont conservées pour un large choix de paramètres couplés. Le générateur proposé peut donc être utilisé pour des applications cryptographiques ou toutes applications nécessitant un PRNG.


Date de soutenance : 25-02-2021
Président du jury : Mazen Saad
Jury :
  • Christophe Guyeux [Président]
  • Safwan El Assad
  • Danièle Fournier-Prunaret
  • Moulay Aziz-Alaoui

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