Limiter le besoin de tiers de confiance en cryptographie

Trusted parties are fundamental for the establishment of secure communication among users. Such is the case, for example, when establishing a trusted relationship between users and certain public information in a public-key infrastructure for public-key encryption and signature schemes or when storing high-entropy secret keys in a cryptographic device. Clearly, if the trusted party misbehaves in either of these situations, then the overall security of the scheme or protocol in which we are interested can be adversely affected. There are several ways in which one can try to reduce the amount of trust in third parties, such as making the task of recovering the secret key harder for the adversary, as in distributed cryptosystems or minimizing the damage caused by secret-key exposures, as in forward-secure and intrusion-resilient cryptosystems. In this thesis, we consider two additional methods. The first one, which goes by the name of password-based key exchange, is to assume that the secret keys used in authenticated key exchange protocols have low entropy and do not need to be stored in a cryptographic device. In spite of the low entropy of secret keys, such protocols can still provide a level of assurance which may be sufficient for most applications. The second method for reducing the amount of trust in third parties is to use an identity-based cryptosystem, in which the public key of a user can be an arbitrary string such as an email address. As identity-based cryptosystems provide collusion resistance, they can also be used to lessen the damage caused by secret-key exposures by generating independent secret keys for different time periods or devices. Moreover, identity-based cryptosystems can allow users to have a more fine-grained control over the decryption capabilities of third parties, further limiting the harmful consequences due to their misbehavior.Les tiers de confiance sont essentiels aux communications sécurisées. Par exemple, dans une infrastructure de gestion de clés, l'autorité de certification est la clé de voute de l'authentification en garantissant le lien entre une identité et une clé publique. Une carte à puce se doit, pour sa part, d'assurer la confidentialité et l'intégrité des données secrètes lorsqu'elle sert de stockage de données cryptographiques. En effet, si ces garanties sont mises en défaut dans l'une de ces situations, alors la sécurité globale du système peut en être affectée. Plusieurs approches permettent de réduire l'importance des tiers de confiance, telles qu'accroître la difficulté de recouvrer la clé secrète, en la distribuant parmi plusieurs entités, ou limiter l'impact d'une fuite d'information secrète, comme dans les cryptosystèmes "intrusion-resilient" ou "forward-secure". Dans cette thèse, nous considérons deux méthodes complémentaires. La première méthode consiste à utiliser des mots de passe, ou des clés secrètes de faible entropie, qui n'ont pas besoin d'être stockés dans un dispositif cryptographique sécurisé. Malgré la faible entropie du secret, de tels protocoles peuvent fournir un niveau d'assurance satisfaisant pour la plupart des applications. On considère en particulier la mise en accord de clés. La deuxième méthode limite le besoin de garantie de la part des tiers de confiance en utilisant un cryptosystème basé sur l'identité, dans lequel la clé publique d'un utilisateur peut être une chaîne de caractères arbitraire, telle qu'une adresse email. Comme ces systèmes fournissent une résistance aux collusions, ils peuvent aussi être utilisés pour réduire les dommages causés par l'exposition de clés secrètes en générant des secrets indépendants pour chaque période de temps ou pour chaque périphérique/entité. Par ailleurs, ces systèmes basés sur l'identité permettent aux utilisateurs d'avoir un contrôle plus fin sur les capacités de déchiffrement des tiers, en limitant les conséquences liées à un mauvais usage