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« Implantation matérielle de chiffrements homomorphiques ».

Auteur : A. Mkhinini
Directeur de thèse : R. Leveugle
Co-directeur de thèse : R. Tourki, P. Maistri
Président du jury : R. Sirdey
Rapporteur(s) de thèse : G. Gogniat, M. Hamdi,
These de Doctorat Université Grenoble Alpes
Spécialité : Nanoélectronique et Nanotechnologies
Soutenance : 14/12/2017
ISBN : 978-2-11-129234-5

Résumé

Une des avancées les plus notables de ces dernières années en cryptographie est sans contredit l’introduction du premier schéma de chiffrement complètement homomorphe par Craig Gentry. Ce type de système permet de réaliser des calculs arbitraires sur des données chiffrées, sans les déchiffrer. Cette particularité permet de répondre aux exigences de sécurité et de protection des données, par exemple dans le cadre en plein développement de l'informatique en nuage et de l'internet des objets. Les algorithmes mis en oeuvre sont actuellement très coûteux en temps de calcul, et généralement implantés sous forme logicielle. Les travaux de cette thèse portent sur l’accélération matérielle de schémas de chiffrement homomorphes. Une étude des primitives utilisées par ces schémas et la possibilité de leur implantation matérielle est présentée. Ensuite, une nouvelle approche permettant l’implantation des deux fonctions les plus coûteuses est proposée. Notre approche exploite les capacités offertes par la synthèse de haut niveau. Elle a la particularité d’être très flexible et générique et permet de traiter des opérandes de tailles arbitraires très grandes. Cette particularité lui permet de viser un large domaine d’applications et lui autorise d’appliquer des optimisations telles que le batching. Les performances de notre architecture de type co-conception ont été évaluées sur l’un des cryptosystèmes homomorphes les plus récents et les plus efficaces. Notre approche peut être adaptée aux autres schémas homomorphes ou plus généralement dans le cadre de la cryptographie à base de réseaux.

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