Équipe CALCULS ALGÉBRIQUES ET
SYSTÈMES DYNAMIQUEs
Thèse de doctorat
Sécurisation
des
couches basses des communications sans fil intégrant
efficacement cryptographie et mécanismes de retransmission
Début : Septembre 2011
Contacts : Christine Hennebert
(CEA/DRT LETI/DCIS, Grenoble) et
Jean-Guillaume Dumas (Université J. Fourier, Grenoble).
Résumé
Ce sujet de thèse s’intéresse à
l’intégration d'architectures et de protocoles cryptographiques
dans un standard de communication sans fil faisant appel au protocole
H-ARQ (Hybrid-Automatic Repeat reQuest). Pour cela, la
génération des clés, leur échange et
l'authentification du système "émetteur/recepteur"
devront être finement étudiés et judicieusement
adaptés en tirant profit des échanges existants
déjà pour le protocole HARQ et des
caractéristiques physiques du système
"émetteur/récepteur".
Pour évaluer le coût et la faisabilité d’une mise
en oeuvre dans un terminal mobile, les aspects de codage de canal
associés au cryptage seront également envisagés.
Le système résultant sera caractérisé en
termes de qualité de la transmission, de capacité de
secret, de
complexité d'intégration et de consommation.
Sujet de thèse
La sécurité des réseaux de communication
sans fil est actuellement assurée par des mécanismes
situés dans les couches hautes de la représentation OSI.
Les protections mises en oeuvre s’avèrent très efficaces
pour le réseau lui-même (jusqu’à la station de
base), alors que la protection du terminal mobile laisse encore
apparaître des failles.
Les standards de 3ème génération (3GPP HSPA, 3GPP
LTE, WiMax) intègrent un protocole de retransmission des
données dans leurs couches basses quand des erreurs sont
rencontrées. Le sujet de thèse propose d’exploiter les
mécanismes de ce protocole, qui s’appuie sur la redondance de
l’information, et de le coupler judicieusement avec un protocole de
cryptographie, qui s’appuie sur l’exploitation d’un aléa, afin de
créer un nouveau protocole permettant de sécuriser
l’échange des clés secrètes.
L’intérêt porté à la sécurisation des
couches basses des communications sans fil est récent. Un
article de revue [Bloch2008] présente une synthèse des
travaux effectués dans ce domaine et mentionne que malgré
de très nombreuses études théoriques, aucune
solution pratique n’a encore émergé. La majorité
des travaux théoriques existants se basent sur l’utilisation du
codeur de Wyner, générant au sein d’un même bloc
fonctionnel redondance et aléa, selon différents
critères dont la connaissance de l’état du canal.
Le sujet de thèse propose de se démarquer de ces travaux
en exploitant séparément les caractéristiques des
fonctions de cryptage et de codage canal à travers la
définition d’un nouveau protocole d’échange. Le but est
d’obtenir un système « émetteur/récepteur
» sécurisé et réalisable.
Références
[Bloch08] Wireless Information: Theoretic Security, Matthieu Bloch, Joao Barros, Miguel R. D. Rodrigues, Steven W. McLaughlin, IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 54, n°6, juin 2008.
Pré-requis
Le
candidat devra
posséder une solide formation en mathématiques
appliquées, en traitement du
signal et/ou en télécommunications.
