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Habilitation à diriger des recherches

Décodage des codes algébriques et cryptographie

Daniel Augot 1
1 CODES - Coding and cryptography
Inria Paris-Rocquencourt
Résumé : Je traite du décodage de deux grandes familles de codes algébriques :
les codes cycliques binaires et les codes de Reed-Solomon sur un
alphabet $q$-aire (ainsi que les codes géométriques). En ce qui
concerne les codes cycliques, ceux-ci n'ont pas d'algorithme générique
de décodage, mis à part les codes BCH ou assimilés (bornes de
Hartman-Tzeng, de Roos). Au premier rang des codes intéressants pour
lesquels on ne connaît pas d'algorithme de décodage {\em générique}
figurent les {\em codes à résidus quadratiques}, qui ont de bons
paramètres. J'étudie une mise en équation du problème du décodage par
syndrôme de ces codes, que l'on peut résoudre avec des outils de base
de Gröbner. On obtient ainsi des algorithmes de décodage de complexité
raisonnable pour ces codes. Ces travaux ont fait l'objet d'une partie
de la thèse de Magali Bardet.


En ce qui concerne les codes de Reed-Solomon, ceux-ci peuvent être vus
comme des {\em codes d'évaluation}, et le problème de décodage associé
revient à approcher une fonction par des polynômes de base degré. De
grands progrès ont été réalisés par Guruswami et Sudan, qui ont trouvé
un algorithme qui décode bien au delà des rayons classiques de
décodage, en relaxant l'hypothèse que la solution doit être unique. Je
propose d'améliorer certaines étapes de cet algorithme, en le rendant
plus rapide et déterministe (notamment en évitant une factorisation de
polynôme sur un corps fini), dans le cas des codes Reed-Solomon, et
dans le cas des codes géométriques. Ces travaux ont été effectués en
encadrant Lancelot Pecquet.

Du point de vue théorique, j'ai étudié des généralisations
multivariées, qui correspondent à certains codes: les codes produits
de Reed-Solomon, et les codes de Reed-Muller. On obtient ainsi un bon
rayon de décodage, dans le cas des codes de petit taux. Dans le cas de
codes de Reed-Muller sur l'alphabet binaire, Cédric Tavernier, dans sa
thèse sous ma direction, a produit et implanté un algorithme efficace,
plus que ceux basés sur l'algorithme de Guruswami-Sudan.



J'ai étudié les aspects négatifs du problème de décodage par syndrôme
des codes linéaires, et du décodage des codes de Reed-Solomon, quand
le nombre d'erreurs est élevé, en but d'application en cryptographie.
Dans le premier cas, j'ai construit une fonction de hachage
cryptographique à réduction de sécurité, c'est-à-dire que trouver une
faiblesse dans le fonction de hachage revient à résoudre un problème
réputé difficile de codage. J'ai aussi construit une nouvelle
primitive de chiffrement à clé publique, reposant sur la difficulté de
décoder les codes de Reed-Solomon.

Dans un domaine plus appliqué, j'ai proposé avec Raghav Bhaskar un
nouvel algorithme d'échange de clé multi-utilisateurs, fondé sur le
problème du logarithme discret. Raghav Bhaskar a fourni une preuve de
sécurité de ce protocole, pendant sa thèse sous ma direction. Nous
avons aussi étudié comment adapter ce protocole aux pertes de
messages, car notre protocole est un des seuls qui est robuste à ces
pertes.
Complete list of metadatas

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00159149
Contributor : Daniel Augot <>
Submitted on : Monday, July 2, 2007 - 2:20:32 PM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 3:57:51 PM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, April 8, 2010 - 10:17:46 PM

Identifiers

  • HAL Id : tel-00159149, version 1

Citation

Daniel Augot. Décodage des codes algébriques et cryptographie. Génie logiciel [cs.SE]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. ⟨tel-00159149⟩

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