Thèse "« hybridation totale de la cryptographie classique, post-quantique et quantique » f/h

Votre rôle

Votre rôle est d’effectuer un travail de thèse portant sur : «Hybridation totale de la cryptographie classique, post-quantique et quantique : nouveaux protocoles, intégration et mise en œuvre pratique».
Les progrès rapides et constants des technologies quantiques menacent de rendre obsolète la cryptographie à clé publique actuellement déployée pour protéger nos infrastructures numériques. Une nouvelle génération de cryptographie, regroupée sous le nom de « cryptographie résistante au quantique », propose deux approches complémentaires pour se prémunir contre le risque quantique. D’une part, la cryptographie post-quantique (PQC), basée sur de nouveaux problèmes mathématiques supposés résistants aux ordinateurs quantiques [BBD08].
D’autre part, la cryptographie quantique [BB84], qui inclut la distribution de clés quantiques (QKD), exploite les propriétés fondamentales de la physique quantique pour garantir une sécurité inconditionnelle, supérieure à celle de la PQC. Cependant, la QKD présente des limites pratiques, telles que la nécessité d’une infrastructure spécifique ou des restrictions de distance de transmission.
L’objectif de la cryptographie totalement hybride est de combiner ces approches afin de maximiser la sécurité et l’efficacité. La QKD offre une sécurité robuste et une résilience à long terme, tandis que la cryptographie post-quantique facilite le déploiement et l’intégration dans les infrastructures existantes. Cette stratégie est au cœur de la vision de la Commission Européenne pour le futur réseau de communication quantique, EuroQCI.
L’objectif de la thèse est de proposer de nouveaux protocoles pour la cryptographie totalement hybride et à les intégrer dans les infrastructures actuelles. Elle se divise en deux parties principales :
Volet théorique : développement de nouveaux protocoles hybrides, notamment en considérant une nouvelle approche de la QKD dans le modèle du Quantum Computational Timelock (QCT) [MBBA23], où l’hypothèse réaliste est que briser un chiffrement PQC nécessiterait un temps bien supérieur à la durée de cohérence des mémoires quantiques actuelles.
Volet pratique : implémentation de ces protocoles pour évaluer leurs performances, notamment par le développement de briques logicielles permettant leur intégration dans des protocoles de sécurité traditionnels tels que MACSEC ou TLS.
Le fil conducteur de cette recherche est d’apporter des solutions innovantes, à la fois théoriques et applicables, offrant des avantages concrets pour l’utilisateur final.

[BB84] C. Bennett, G. Brassard. 1984. ``Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing’’. IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing.

[MBBA23] F. Mazzoncini, B. Bauer, P. Brown, and R. Alléaume. 2023. “Hybrid Quantum Cryptography from Communication Complexity.” arXiv

BBD08] D.J. Bernstein, J. Buchmann, and E. Dahmen. 2008. Post-Quantum Cryptography. Springer.