Signatures pour l'anonymat fondées sur les couplages et applications
Résumé
Anonymity issues arise in several situations, in the Internet context and specifically for electronic transactions. It is then advisable to protect the users' identities to avoid the construction of commercial information databases or the constitution of consumers' profiles. Many cryptographic solutions have been proposed to strengthen the users' confidence in these systems. A new approach in the elaboration of secure and efficient anonymous mechanisms is based on bilinear maps (Weil and Tate's pairings on elliptic curves). In this thesis, we first present a literature review of different signatures used for anonymity in cryptography, specially group signatures, blind signatures and ring signatures. Following this presentation, we describe a new protocol for authentication and show how it can be turned into a ring signature. We then focus our study on fair blind signatures. These are blind signatures enabling an authority to revoke their anonymity and untraceability. We propose the first actual security model for these signatures and a new construction based on bilinear maps, we then prove its security in this model. Our final works concern multi-coupon and electronic cash systems. The use of pairings allows us to introduce new properties aimed to simplify their utilization. For each of these systems we describe a security model, then describe a scheme and prove its security in this model.
Les questions d'anonymat surgissent dans de nombreux contextes et tout particulièrement dans celui des transactions électroniques. Il est souvent souhaitable de protéger l'identité des participants afin d'éviter la constitution de profils de consommateurs ou de bases de données de renseignements commerciaux. De nombreuses solutions cryptographiques ont été apportées afin de renforcer la confiance des utilisateurs dans ces applications. Une nouvelle approche dans l'élaboration de mécanismes d'anonymat sûrs et performants s'appuie sur des applications bilinéaires (couplages de Weil et de Tate sur les courbes elliptiques). Dans cette thèse nous présentons tout d'abord un état de l'art des différentes signatures utilisées pour l'anonymat en cryptographie, en particulier les signatures de groupe, les signa- tures aveugles et les signatures d'anneau. Dans ce contexte nous décrivons un nouveau protocole d'authentification et montrons comment il peut être converti en signature d'anneau. Notre étude porte ensuite sur les signatures aveugles à anonymat révocable. Il s'agit de signatures aveugles dont l'anonymat et l'intraçabilité peuvent être révoqués par une autorité. Nous proposons le pre- mier véritable modèle de sécurité pour ces signatures, ainsi qu'une nouvelle construction basée sur les couplages dont nous prouvons la sécurité dans ce modèle. Nos derniers travaux portent sur les systèmes de multi-coupons et de monnaie électronique. L'utilisation des couplages nous permet d'introduire de nouvelles propriétés destinées à faciliter leur usage. Pour chacun de ces systèmes nous proposons un modèle de sécurité, puis décrivons un schéma dont nous prouvons la sécurité dans ce modèle.
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