Direction de recherche : Jean-Claude BAJARD

Vers une arithétique efficace pour le chiffrement homomorphe basé sur le problème du Ring-LWE

Le chiffrement totalement homomorphe est un type de chiffrement qui permet de manipuler directement des données chiffrées. De cette manière, il est possible de traiter des données sensibles sans avoir à les déchiffrer au préalable, permettant ainsi de préserver la confidentialité des données traitées. À l'époque du numérique à outrance et du "cloud computing" ce genre de chiffrement a le potentiel pour impacter considérablement la protection de la vie privée. Cependant, du fait de sa découverte récente par Gentry en 2009, nous manquons encore de recul à son propos. C'est pourquoi de nombreuses incertitudes demeurent, notamment concernant sa sécurité et son efficacité en pratique, et devront être éclaircies avant une éventuelle utilisation à large échelle.
Cette thèse s'inscrit dans cette problématique et se concentre sur l'amélioration des performances de ce genre de chiffrement en pratique. Pour cela nous nous sommes intéressés à l'optimisation de l'arithmétique utilisée par ces schémas, qu'elle soit sous-jacente au problème du "Ring-Learning With Errors" sur lequel la sécurité des schémas considérés est basée, ou bien spécifique aux procédures de calculs requises par certains de ces schémas. Nous considérons également l'optimisation des calculs nécessaires à certaines applications possibles du chiffrement homomorphe, et en particulier la classification de données privées, de sorte à proposer des techniques de calculs innovantes ainsi que des méthodes pour effectuer ces calculs de manière efficace. L'efficacité de nos différentes méthodes est illustrée à travers des implémentations logicielles et des comparaisons aux techniques de l'état de l'art.

Publications 2016-2019

• 2019
  • J.‑C. Bajard, P. Martins, L. Sousa, V. Zucca : “Improving the Efficiency of SVM Classification with FHE”, IEEE Transactions on Information Forensics and Security, vol. 15, pp. 1709-1722, (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (2019)
• 2018
  • V. Zucca : “Vers une arithétique efficace pour le chiffrement homomorphe basé sur le problème du Ring-LWE”, soutenance de thèse, soutenance 25/06/2018, direction de recherche Bajard, Jean-Claude (2018)
• 2017
  • J.‑C. Bajard, J. Eynard, A. Hasan, P. Martins, L. Sousa, V. Zucca : “Efficient reductions in cyclotomic rings - Application to Ring-LWE based FHE schemes”, Selected Areas of Cryptography 2017, Ottawa, Canada (2017)
  • J.‑G. Dumas, V. Zucca : “Prover efficient public verification of dense or sparse/structured matrix-vector multiplication”, ACISP 2017 - 22^nd Australasian Conference on Information Security and Privacy, vol. 10343, Lecture Notes in Computer Science, Auckland, New Zealand, pp. 115-134, (Springer) (2017)
• 2016
  • J.‑C. Bajard, J. Eynard, A. Hasan, V. Zucca : “A Full RNS Variant of FV like Somewhat Homomorphic Encryption Schemes”, Selected Areas in Cryptography - SAC LNCS, St. John's, Newfoundland and Labrador, Canada (2016)