• Langue : Anglais
• Discipline : Automatique, Génie informatique, Traitement du signal et images
• Identifiant : 2014LIL10152
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 18/12/2014

Résumé en langue originale

Le problème de l'authentification est approché par le biais de la théorie de l'information et le modèle d'authentification est analysé sous deux angles différents: soit en utilisant un code graphique brut, soit en utilisant un code graphique codé par codage canal.La première approche permet de proposer un système d'authentification basé sur le test de Neyman–Pearson. Afin de calculer la probabilité de fausse alarme et non-détection, nous avons d'une part utilisé le théorème de Sanov, d'autre part des méthodes de Monte-Carlo basées sur l'échantillonnage d'importance, et avons ainsi réussi à estimer précisément ces probabilités lorsqu'elles sont très faibles. Nous avons ensuite pu optimiser le modèle d'impression acquisition afin de maximiser les performances d'authentification.La deuxième approche propose d'utiliser un code graphique structuré via l'utilisation d'un codage déterministe. Nous montrons qu'il est possible de trouver des codes authentifiants pour lesquels les probabilité de fausse alarme et de non-détection seront conjointement très faibles. Dans le cas de l'authentification, nous avons cependant analyser un codage inadapté car le décodeur permet une transmission à la capacité du canal principal, mais devient inadapté au canal de l'adversaire. Nous avons donc du dans un premier temps calculer la capacité inadaptée liée au canal de l'adversaire, puis ensuite bornée la probabilité d'erreur de décodage liée à cette capacité. Ces résultats théoriques ont été confirmés par l'utilisation du codage Turbo. Nous montrons que pratiquement les performances des systèmes utilisant le codage canal sont supérieures aux performance liées au codage brut.

Résumé traduit

The problem of authentication is investigated from an information theoretic security point of view. An authentication model is analyzed using two settings, namely non-channel coding and channel coding based authentication. In the former, a reliable performance measurements of an authentication system relying on a Neyman–Pearson test is provided. Specifically, an asymptotic expression using Sanov's theorem is first proposed to compute the probabilities of false alarm and non-detection, then a practical method based on Monte-Carlo using importance sampling is given to estimate these small probabilities. Thanks to these accurate computation of probabilities, we show that it is possible to optimize the authentication performance when the model of the print and scan channel is known. In the latter, we study the setup where the authentication message is coded by the deterministic channel codes. We show that using channel coding is possible to enhance the authentication performance. Precisely, it is possible to find codes making the two error probabilities simultaneously arbitrarily small. Such codes have rates between the capacity of main channel and that of the opponent channel. It should be noted that the legitimate receiver does not know whether the observed message comes from the legitimate or from the opponent. Therefore it is the objective of the legitimate receiver to use a decoding rule matching with the distribution law of the main channel but mismatching with the opponent channel. Finally, a practical scheme Turbo codes is proposed. The analysis of the EXIT chart is discussed to choose channel parameters so that the authentication performance is optimized.