Cryptanalyse symétrique : des primitives aux modes

La cryptographie est la science des communications sécurisées. La cryptographie symétrique, le sujet de recherche de Rachelle Heim Boissier, fait reposer la sécurité sur un échange préalable de clés secrètes entre des protagonistes qui souhaitent communiquer de manière sécurisée - elle est d’ailleurs aussi connue sous le nom de « cryptographie à clé secrète ». Elle est utilisée dans de nombreux contextes comme pour les messageries électroniques, la navigation web, la protection de la confidentialité des données, etc.

La confiance en la sécurité des mécanismes cryptographiques se fonde sur deux approches complémentaires. La première approche est la sécurité prouvée, qui utilise des preuves mathématiques pour démontrer la sécurité d'algorithmes appelés modes ou constructions. Ces modes utilisent en interne des petites briques algorithmiques appelées primitives. Malheureusement, la communauté cryptographique ne sait pas prouver si ces petites briques sont sûres. La sécurité de ces briques repose donc sur la seconde approche, appelée cryptanalyse. La cryptanalyse consiste en une analyse continue de ces schémas par des scientifiques spécialisés : une primitive est considérée comme sûre tant qu'un grand nombre de cryptographes essayent de la casser et qu'elle résiste ! La cryptanalyse de modes est aussi importante, car elle permet de montrer qu'une preuve garantit le niveau de sécurité le plus élevé possible, ou parfois, de détecter des erreurs. 

La thèse de Rachelle Heim Boissier, réalisée au LMV, s'inscrit dans ce contexte. Elle a pour objet la cryptanalyse à la fois des primitives et des modes. Ses contributions concernent de nouvelles attaques contre plusieurs mécanismes cryptographiques, à la fois des modes et des primitives. Ainsi, la doctorante a pu démontrer que plusieurs schémas n'étaient pas sûrs ou avaient des erreurs dans leur analyse de sécurité. Avec l'augmentation de nos besoins numériques, il devient de plus en plus difficile pour les cryptographes d'analyser la grande quantité de schémas cryptographiques proposés. Rachelle Heim Boissier a consacré une partie de sa thèse au développement de programmes informatiques qui permettent d'automatiser les attaques.

Encadrée par Christina Boura, professeure à l’Université Paris Cité, membre de l’Institut de recherche en informatique fondamentale (IRIF - CNRS/Université Paris Cité), Yann Rotella, maître de conférences à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, membre du LMV et Henri Gilbert, ingénieur à l’ANSSI, la thèse de Rachelle Heim Boissier a été récompensée par le prix de thèse 2025 du GDR sécurité informatique.