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Best Paper Award à EuroCrypt 2016

La conférence européenne de référence en cryptographie, EuroCrypt, a distingué cette année la publication « Tightly CCA-Secure Encryption without Pairings ». Dans cette publication, les chercheurs proposent un schéma de chiffrement à clé publique efficace en terme de temps de calcul et d’espace mémoire utilisé, et dont la sécurité ne se dégrade pas en fonction du nombre d’attaques que subit le protocole.

Les schémas de chiffrement par clé publique, qui permettent à deux personnes de communiquer des informations privées sur un canal public sans avoir à partager de clés secrètes au préalable, étaient jusque-là confrontés à deux problématiques : la résistance et l’efficacité des protocoles. En effet, lorsqu’un adversaire attaque un grand nombre de fois un schéma de chiffrement, la sécurité peut se dégrader en fonction du nombre d’attaques. Il fallait prévoir une résistance à la fois contre des adversaires passifs, qui observent les messages chiffrés et essaient de les déchiffrer, mais aussi contre des attaques actives où le pirate peut intercepter et remplacer les messages chiffrés pour obtenir ainsi des informations supplémentaires. En 2012, Hofheinz et Jager avaient proposé le premier schéma de chiffrement dont la sécurité ne se dégradait pas en fonction du nombre d’attaques, mais celui-ci était bien moins efficace que les schémas moins robustes existants.

Pour résoudre ces problématiques, Romain Gay [1], Dennis Hofheinz [2], Eike Kiltz [3], et Hoeteck Wee [1] ont utilisé dans « Tightly CCA-Secure Encryption without Pairings » une approche réductionniste pour prouver la sécurité de leur schéma. Cela signifie qu’ils supposent qu’un problème mathématique bien étudié, ici le problème de décision de Diffie Hellman (DDH), est difficile à résoudre, et ils en déduisent par une réduction que casser la sécurité de leur schéma est ainsi aussi difficile que de résoudre DDH. Cependant, jusque-là, en cas d’attaques répétées sur le protocole, la sécurité se dégradait : on estimait ainsi que la réduction réalisée n’était pas « tight ».

L’avancée dans « Tightly CCA-Secure Encryption without Pairings », saluée par le Best Paper Award à EuroCrypt 2016, est que les chercheurs sont parvenus à combiner l’efficacité des schémas de chiffrement traditionnels avec la robustesse de schéma tel que celui de Hofheinz Jager. Leur protocole est ainsi quantitativement plus court de moitié que les précédents, et les chercheurs réussissent à enlever l’utilisation de couplage (en anglais pairing), outil algébrique coûteux.

Enfin, leur schéma a permis également des avancées dans les preuves à divulgation nulle de connaissances (en anglais non interaction zero knowledge NIZK), c’est-à-dire des preuves qui révèlent la validité d’un énoncé et rien d’autre que sa validité, comme par exemple si vous souhaitez prouver que vous êtes majeur sans donner votre âge. Grâce à leur méthode, les NIZK fournis sont plus efficaces en taille qu’auparavant pour prouver certains énoncés.


[1] Département d’Informatique de l’École Normale Supérieure (DI ENS - CNRS/ENS/Inria)

[2] Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany

[3] Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany