Description du sujet de thèse

Différentes solutions sont à l'étude pour la cryptographique post-quantique. Parmi ces solutions, les isogénies entre courbes elliptiques offrent des petites tailles de clés mais nécessitent un temps de calcul plus important que d'autres solutions. La représentation modulaire des nombres, ou RNS, permet de paralléliser certains calculs en découpant les opérandes en petits nombres indépendants.
Des représentations dérivées de RNS ont été étudiées pour optimiser certains calculs cryptographiques (p. ex. ECC et chiffrement homomorphe). De plus, RNS offre des possibilités pour randomiser certains calculs et détecter des fautes ce qui peut être intéressant pour se protéger de certaines attaques physiques par observation ou perturbation.

La thèse portera sur l'étude, l'implantation, la validation et l'évaluation d'accélérateurs matériels pour la cryptographie post-quantique à base d'isogénies entre courbes elliptiques. Nous commencerons par étudier l'état de l'art des algorithmes ainsi que leurs implantations logicielles et matérielles. Parallèlement à l'étude de l'état de l'art, la personne recrutée complétera sa formation. Nous identifierons et sélectionnerons des algorithmes pouvant être implantés en FPGA. Pour chaque algorithme, nous étudierons ses aspects théoriques, nous effectuerons des simulations de haut niveau, nous l'implanterons sur FPGA avec différentes optimisations arithmétiques et représentations RNS, nous procéderons à des validations fonctionnelles intensives et des comparaisons en simulation
et sur carte FPGA. Une éventuelle deuxième phase de la thèse, portera sur la protection contre des attaques physiques par observation ou perturbation. Nous étudierons l'état de l'art de telles attaques et des protections proposées. Puis nous implanterons sur FPGA des protections, connues et/ou nouvelles, en particulier en étudiant les possibilités offertes par RNS pour randomiser des calculs et détecter des fautes. Enfin nous évaluerons les protections implantées.


Profil recherché :

Cette thèse pluridisciplinaire requiert de très bonnes connaissances dans plusieurs
des domaines suivants :

- cryptographie asymétrique (ECC, RSA, réseaux euclidiens, isogénies)
- conception d'architectures sur FPGA en Verilog ou VHDL
- arithmétique des corps finis
- programmation Python et C
- rédaction, synthèse et analyse de documents
- présentation orale et travail en collaboration

Le/la candidat(e) devra être titulaire d'un :

- Master ou diplôme d'ingénieur en cryptographie avec de très bonnes connaissances en programmation C et Python. La personne recrutée sera formée aux aspects conception FPGA. Ce profil étant particulièrement rare dans l'industrie et les services de l'État, cette thèse donnera de très
bons débouchés à la personne recrutée.

- Master ou diplôme d'ingénieur en informatique embarquée ou électronique numérique avec de très bonnes connaissances en arithmétique et au minimum de bonnes bases en cryptographie. La personne recrutée sera formée aux aspects implantation de cryptosystèmes.

Contexte de travail

La personne recrutée sera employée au CNRS en CDD pour 3 ans dans le laboratoire Lab-STICC UMR6285 (https://labsticc.fr/) sur le site de l'ENSTA Bretagne (https://www.ensta-bretagne.fr/) à Brest et inscrite en thèse dans l'École Doctorale SPIN (https://ed-spin.doctorat-bretagne.fr/).

La thèse se déroulera dans le cadre du projet PQ-TLS (https://pepr-pq-tls.cnrs.fr) du PEPR Quantique qui regroupe les équipes françaises du domaine.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que le recrutement soit autorisé par l'autorité compétente du MESR.

Informations complémentaires

Les candidatures doivent être déposées sur le portail du CNRS (fichier au format PDF) et comporter impérativement :

- un CV détaillant les connaissances et expériences dans les thématiques du sujet ;
- une lettre de motivation indiquant votre motivation et votre intérêt pour ce poste ;
- les relevés de notes détaillés des différentes années de licence/master ou d'ingénieur ;
- les coordonnées complètes et fonctions de 2 personnes de référence (p. ex. responsable de stage ou de formation) que nous contacterons directement.

Les candidatures seront examinées au fur et à mesure jusqu'à ce que le poste soit pourvu. La date de début du contrat, prévue en octobre 2023, peut être légèrement flexible.

Pour toute question, veuillez contacter A. Tisserand : arnaud.tisserand@cnrs.fr