A CP-based Automatic Tool for Instantiating Truncated Differential Characteristics - Extended Version

An important criteria to assert the security of a cryptographic primitive is its resistance against differential cryptanalysis. For word-oriented primitives, a common technique to determine the number of rounds required to ensure the immunity against differential distinguishers is to consider truncated differential characteristics and to count the number of active S-boxes. Doing so allows one to provide an upper bound on the probability of the best differential characteristic with a reduced computational cost. However, in order to design very efficient primitives, it might be needed to evaluate the probability more accurately. This is usually done in a second step, during which one tries to instantiate truncated differential characteristics with actual values and computes its corresponding probability. This step is usually done either with ad-hoc algorithms or with CP, SAT or MILP models that are solved by generic solvers. In this paper, we present a generic tool for automatically generating these models to handle all word-oriented ciphers. Furthermore the running times to solve these models are very competitive with all the previous dedicated approaches

Single step synthesis and organization of gold colloids assisted by copolymer templates

We report here an original single-step process for synthesis and self-organization of gold colloids by simply incorporating gold salts into a solution prepared with Polystyrene (PS) - Polymethylmethacrylate (PMMA) copolymer, thiolated PS and Propylene Glycol Methyl Ether Acetate (PGMEA) as solvent. The spin-coating and annealing of this solution allows then the formation of PS domains. Depending on the polymer concentration of the as-prepared solution, there can be either one or several gold nanoparticles (NPs) per PS domains. For high concentration of gold nanoparticles in PS domains, the coupling between plasmonic nanoparticles leads to the observation of second peak in the optical extinction spectrum. Such collective effect could be relevant for the development of optical strain sensors in the next future.Comment: 8 pages, 6 figure

Utilisation de solveurs génériques pour la cryptanalyse de chiffrements symétriques

Cryptography is a critical science for our connected societies. It involves the design, analysis and implementation of cipher algorithms. Analyzing ciphers is a mandatory step to ensure their security, but this task is often tedious. In symmetric cryptography, this analysis mainly focuses on finding distinguishers, properties that distinguish a ciphertext from a random message. Generic solvers are tools originally created to solve problems like planning or scheduling. They are regularly improved and have become good candidates to facilitate cryptanalysis. This thesis focuses on the analysis and design of symmetric ciphers with the help of generic solvers, in particular constraint programming (CP) solvers. We have explored several leads to improve cryptanalysis techniques and solvers. We modeled as a graph the search for distinguishers (specifically the search for superpoly in the Trivium cipher) and solved this problem more efficiently. We have studied the property of diffusion in generalized Feistel networks thus improving their design. Next, we proposed a tool to automatically generate CP models for differential cryptanalysis. Finally, we focused on CP solvers themselves by proposing a technique to generate explanations and thus improve their performance.La cryptographie est une science cruciale pour nos sociétés connectées. Elle implique la conception l'analyse et la mise en œuvre d'algorithmes de chiffrement. L'analyse des chiffrements est une étape obligatoire pour assurer leur sécurité, mais cette tâche est souvent fastidieuse. En cryptographie symétrique, cette analyse porte principalement sur la recherche de distingueurs, des propriétés qui distinguent un message chiffré d'un message aléatoire. Les solveurs génériques sont des outils créés à l'origine pour résoudre des problèmes comme la planification ou l'ordonnancement. Ils sont régulièrement améliorés et sont devenus des bons candidats pour faciliter la cryptanalyse. Cette thèse s'intéresse à l'analyse et la conception des chiffrements symétriques avec l'aide des solveurs génériques, notamment de programmation par contraintes (CP). Nous avons exploré plusieurs pistes pour améliorer les techniques de cryptanalyse et les solveurs. Nous avons modélisé sous forme de graphe la recherche de distingueurs (plus précisément la recherche de superpoly dans le chiffrement Trivium) et avons résolu ce problème plus efficacement. Nous avons étudié la propriété de diffusion dans les réseaux de Feistel généralisés améliorant ainsi leur conception. Ensuite, nous avons proposé un outil pour générer automatiquement des modèles CP utiles pour la cryptanalyse différentielle. Enfin, nous nous sommes intéressés aux solveurs CP eux-mêmes en proposant une technique pour générer des explications et ainsi améliorer leurs performances

Utilisation de solveurs génériques pour la cryptanalyse de chiffrements symétriques

Cryptography is a critical science for our connected societies. It involves the design, analysis and implementation of cipher algorithms. Analyzing ciphers is a mandatory step to ensure their security, but this task is often tedious. In symmetric cryptography, this analysis mainly focuses on finding distinguishers, properties that distinguish a ciphertext from a random message. Generic solvers are tools originally created to solve problems like planning or scheduling. They are regularly improved and have become good candidates to facilitate cryptanalysis. This thesis focuses on the analysis and design of symmetric ciphers with the help of generic solvers, in particular constraint programming (CP) solvers. We have explored several leads to improve cryptanalysis techniques and solvers. We modeled as a graph the search for distinguishers (specifically the search for superpoly in the Trivium cipher) and solved this problem more efficiently. We have studied the property of diffusion in generalized Feistel networks thus improving their design. Next, we proposed a tool to automatically generate CP models for differential cryptanalysis. Finally, we focused on CP solvers themselves by proposing a technique to generate explanations and thus improve their performance.La cryptographie est une science cruciale pour nos sociétés connectées. Elle implique la conception l'analyse et la mise en œuvre d'algorithmes de chiffrement. L'analyse des chiffrements est une étape obligatoire pour assurer leur sécurité, mais cette tâche est souvent fastidieuse. En cryptographie symétrique, cette analyse porte principalement sur la recherche de distingueurs, des propriétés qui distinguent un message chiffré d'un message aléatoire. Les solveurs génériques sont des outils créés à l'origine pour résoudre des problèmes comme la planification ou l'ordonnancement. Ils sont régulièrement améliorés et sont devenus des bons candidats pour faciliter la cryptanalyse. Cette thèse s'intéresse à l'analyse et la conception des chiffrements symétriques avec l'aide des solveurs génériques, notamment de programmation par contraintes (CP). Nous avons exploré plusieurs pistes pour améliorer les techniques de cryptanalyse et les solveurs. Nous avons modélisé sous forme de graphe la recherche de distingueurs (plus précisément la recherche de superpoly dans le chiffrement Trivium) et avons résolu ce problème plus efficacement. Nous avons étudié la propriété de diffusion dans les réseaux de Feistel généralisés améliorant ainsi leur conception. Ensuite, nous avons proposé un outil pour générer automatiquement des modèles CP utiles pour la cryptanalyse différentielle. Enfin, nous nous sommes intéressés aux solveurs CP eux-mêmes en proposant une technique pour générer des explications et ainsi améliorer leurs performances

Utilisation de solveurs génériques pour la cryptanalyse de chiffrements symétriques

Cryptography is a critical science for our connected societies. It involves the design, analysis and implementation of cipher algorithms. Analyzing ciphers is a mandatory step to ensure their security, but this task is often tedious. In symmetric cryptography, this analysis mainly focuses on finding distinguishers, properties that distinguish a ciphertext from a random message. Generic solvers are tools originally created to solve problems like planning or scheduling. They are regularly improved and have become good candidates to facilitate cryptanalysis. This thesis focuses on the analysis and design of symmetric ciphers with the help of generic solvers, in particular constraint programming (CP) solvers. We have explored several leads to improve cryptanalysis techniques and solvers. We modeled as a graph the search for distinguishers (specifically the search for superpoly in the Trivium cipher) and solved this problem more efficiently. We have studied the property of diffusion in generalized Feistel networks thus improving their design. Next, we proposed a tool to automatically generate CP models for differential cryptanalysis. Finally, we focused on CP solvers themselves by proposing a technique to generate explanations and thus improve their performance.La cryptographie est une science cruciale pour nos sociétés connectées. Elle implique la conception l'analyse et la mise en œuvre d'algorithmes de chiffrement. L'analyse des chiffrements est une étape obligatoire pour assurer leur sécurité, mais cette tâche est souvent fastidieuse. En cryptographie symétrique, cette analyse porte principalement sur la recherche de distingueurs, des propriétés qui distinguent un message chiffré d'un message aléatoire. Les solveurs génériques sont des outils créés à l'origine pour résoudre des problèmes comme la planification ou l'ordonnancement. Ils sont régulièrement améliorés et sont devenus des bons candidats pour faciliter la cryptanalyse. Cette thèse s'intéresse à l'analyse et la conception des chiffrements symétriques avec l'aide des solveurs génériques, notamment de programmation par contraintes (CP). Nous avons exploré plusieurs pistes pour améliorer les techniques de cryptanalyse et les solveurs. Nous avons modélisé sous forme de graphe la recherche de distingueurs (plus précisément la recherche de superpoly dans le chiffrement Trivium) et avons résolu ce problème plus efficacement. Nous avons étudié la propriété de diffusion dans les réseaux de Feistel généralisés améliorant ainsi leur conception. Ensuite, nous avons proposé un outil pour générer automatiquement des modèles CP utiles pour la cryptanalyse différentielle. Enfin, nous nous sommes intéressés aux solveurs CP eux-mêmes en proposant une technique pour générer des explications et ainsi améliorer leurs performances

Utilisation de solveurs génériques pour la cryptanalyse de chiffrements symétriques

Cryptography is a critical science for our connected societies. It involves the design, analysis and implementation of cipher algorithms. Analyzing ciphers is a mandatory step to ensure their security, but this task is often tedious. In symmetric cryptography, this analysis mainly focuses on finding distinguishers, properties that distinguish a ciphertext from a random message. Generic solvers are tools originally created to solve problems like planning or scheduling. They are regularly improved and have become good candidates to facilitate cryptanalysis. This thesis focuses on the analysis and design of symmetric ciphers with the help of generic solvers, in particular constraint programming (CP) solvers. We have explored several leads to improve cryptanalysis techniques and solvers. We modeled as a graph the search for distinguishers (specifically the search for superpoly in the Trivium cipher) and solved this problem more efficiently. We have studied the property of diffusion in generalized Feistel networks thus improving their design. Next, we proposed a tool to automatically generate CP models for differential cryptanalysis. Finally, we focused on CP solvers themselves by proposing a technique to generate explanations and thus improve their performance.La cryptographie est une science cruciale pour nos sociétés connectées. Elle implique la conception l'analyse et la mise en œuvre d'algorithmes de chiffrement. L'analyse des chiffrements est une étape obligatoire pour assurer leur sécurité, mais cette tâche est souvent fastidieuse. En cryptographie symétrique, cette analyse porte principalement sur la recherche de distingueurs, des propriétés qui distinguent un message chiffré d'un message aléatoire. Les solveurs génériques sont des outils créés à l'origine pour résoudre des problèmes comme la planification ou l'ordonnancement. Ils sont régulièrement améliorés et sont devenus des bons candidats pour faciliter la cryptanalyse. Cette thèse s'intéresse à l'analyse et la conception des chiffrements symétriques avec l'aide des solveurs génériques, notamment de programmation par contraintes (CP). Nous avons exploré plusieurs pistes pour améliorer les techniques de cryptanalyse et les solveurs. Nous avons modélisé sous forme de graphe la recherche de distingueurs (plus précisément la recherche de superpoly dans le chiffrement Trivium) et avons résolu ce problème plus efficacement. Nous avons étudié la propriété de diffusion dans les réseaux de Feistel généralisés améliorant ainsi leur conception. Ensuite, nous avons proposé un outil pour générer automatiquement des modèles CP utiles pour la cryptanalyse différentielle. Enfin, nous nous sommes intéressés aux solveurs CP eux-mêmes en proposant une technique pour générer des explications et ainsi améliorer leurs performances

Optimization of vertical Au nanorods self-assembly onto elastomeric substrates for plasmonic strain sensors: a numerical study

International audienc

Conflict analysis in CP solving: Explanation generation from constraint decomposition

International audienceThe interest of Conflit-Driven Clause Learning (CDCL) [7] in SAT solving is well established. An adaptation of CDCL to Constraint Programming have been introduced in [14,15]. However, for the algorithm to run on global constraints, there is still a need to specify for each of them the explanation rules. This is a huge obstacle on its standardisation in off-the-shelf solvers. In this paper, we propose a method to automatically generate explanation rules from any constraint decomposition

Conflict Analysis in CP Solving: Explanation Generation from Constraint Decomposition

No abstract available

Diffusion totale dans le schéma de Feistel généralisé

International audienceLa cryptographie tient un rôle central dans nos sociétés actuelles.Elle consiste à protéger des messages en les chiffrant, la qualité d'un algorithme de chiffrement se juge sur son efficacité (rapidité à chiffrer/déchiffrer un message) et sa résistance aux attaques connues.Notre étude porte sur la cryptographie symétrique, où la même clé sert pour le chiffrement et le déchiffrement, et en particulier sur le schéma de Feistel généralisé.Il s'agit d'un schéma de chiffrement symétrique par bloc où une fonction dite de tour est appliquée sur le message et la clé, à plusieurs reprises ou tours. Un tour du schéma de Feistel est séparé en deux étapes: d'abordchaque paire de blocs mélange le contenu de ses deux blocs à l'aide d'un XOR bit à bit,puis une permutation est appliquée entre tous les blocs.La robustesse de ce schéma est directement liée à sa diffusion c'est-à-dire, au fait que chaque blocsoit dépendant de tous les autres après plusieurs applications de la fonction de tour.Le problème consiste à trouver la permutation P qui diffuse totalement tous les blocs en le moins de tours possible.Les travaux précédents ont principalement exploré le cas spécifique appelé pair-impair, où la permutation envoie les blocs pairs sur les blocs impairs et inversement. Afin d'étudier l'existence de solutions optimales n'ayant pas cette structure, nous présentons ici des pistes de modélisation en programmation par contraintes pour résoudre ce problème