Post-Doctorant Primitives Symétriques pour le Chiffrement Homomorphe H/F - 75

A propos d'Inria

Inria est l'institut national de recherche dédié aux sciences et technologies du numérique. Il emploie 2600 personnes. Ses 215 équipes-projets agiles, en général communes avec des partenaires académiques, impliquent plus de 3900 scientifiques pour relever les défis du numérique, souvent à l'interface d'autres disciplines. L'institut fait appel à de nombreux talents dans plus d'une quarantaine de métiers différents. 900 personnels d'appui à la recherche et à l'innovation contribuent à faire émerger et grandir des projets scientifiques ou entrepreneuriaux qui impactent le monde. Inria travaille avec de nombreuses entreprises et a accompagné la création de plus de 200 start-up. L'institut s'eorce ainsi de répondre aux enjeux de la transformation numérique de la science, de la société et de l'économie.Post-Doctorant F/H Primitives symétriques pour le chiffrement homomorphe

Type de contrat : CDD

Niveau de diplôme exigé : Thèse ou équivalent

Fonction : Post-Doctorant

Mission confiée

Contexte

Le travail se déroulera au centre Inria de Paris (48 rue Barrault, Paris 13ème), au sein de l'équipe-projet COSMIQ (\url{https://www.paris.inria.fr/cosmiq}). Il sera encadré par Anne Canteaut et financé par le PEPR Cryptanalyse.

Mission scientifique

Le chiffrement complètement homomorphe (FHE) est une technique visant à préserver la confidentialité des données par le chiffrement, tout en permettant de calculer sur les données chiffrées sans les déchiffrer. Il permet ainsi d'externaliser des calculs, sans en révéler certaines entrées.
De nombreux progrès ont été effectués au cours des dix dernières années sur le sujet, aboutissant à des chiffrements dont les performances sont très prometteuses, notamment TFHE et CKKS.
La plupart du temps, ces techniques, qui relèvent de la cryptographie asymétrique, doivent être combinées avec des primitives symétriques, chiffrement ou fonction de hachage, au sein du protocole considéré. Ces primitives sont l'objet de ce contrat postodoctoral. Le transchiffrement consiste par exemple à combiner un chiffrement complètement homomorphe avec un chiffrement symétrique, afin d'éviter un taux d'expansion trop élevé du message chiffré lors de la communication. Une autre application est la construction de signatures à seuil, qui nécessite la combinaison d'un chiffrement complètement homomorphe et d'une fonction de hachage.

Les primitives symétriques adaptées au chiffrement complètement homomorphe sont bien différentes de celles employées dans le contexte classique. En particulier, elles doivent souvent pouvoir être combinées efficacement avec des fonctions opérant nativement sur des alphabets non binaires, par exemple des corps finis de caractéristique impaire ou des anneaux. L'alphabet sous-jacent dépend du chiffrement complètement homomorphe considéré. Cette particularité nécessite donc à la fois de nouveaux principes de construction et de nouvelles évaluations de sécurité.

Principales activités

Le travail pourra aborder les deux axes de recherche suivants, les aspects constructions et cryptanalyse étant naturellement intimement liés.

La cryptanalyse des primitives symétriques orientées FHE

Il s'agit d'évaluer la sécurité de ces primitives proposées récemment, comme {Transistor. En effet, leur conception diffère des conceptions classiques, ce qui est susceptible d'ouvrir la voie à de nouvelles attaques. Des progrès significatifs ont été faits récemment sur les attaques par résolution de systèmes polynomiaux lorsque l'alphabet sous-jacent est un corps premier de grande taille. Toutefois, de nombreux autres types de cryptanalyse restent à étudier, par exemple, dans le cas des chiffrements à flot comme Transistor, les attaques par corrélation sur un corps fini de caractéristique impaire.
Une deuxième voie de recherche consiste à tenter d'exploiter pour la cryptanalyse, de l'information qui résulterait de l'évaluation homomorphe du chiffrement.

Construction de nouvelles primitives symétriques orientées FHE

Un des objectifs de ce postdoc est d'étudier la possibilité de spécifier une fonction de hachage dont l'évaluation homomorphe par CKKS aurait des performances acceptables. Pour cela, il est indispensable de commencer par identifier les contraintes d'implémentation imposées par l'utilisation de CKKS. Ceci permettrait de comprendre le type de construction (éponge, Merkle-Damg{\aa}rd...), et le type de composants (boîtes-S, transformation linéaire...) qu'il serait pertinent d'utiliser. Ensuite, un travail conjoint sur l'implémentation de la construction choisie et sur sa résistance à la cryptanalyse pourrait conduire à définir une nouvelle fonction ayant les performances requises.

Avantages

- Restauration subventionnée
- Transports publics remboursés partiellement
- Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
- Possibilité de télétravail (après 6 mois d'ancienneté) et aménagement du temps de travail
- Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
- Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des oeuvres sociales d'Inria)
- Accès à la formation professionnelle
- Sécurité sociale