Université de Rennes 1 Physical layer secret key generation for decentralized wireless networks Génération de clés secrètes avec la couche physique dans les réseaux sans fil décentralisés sécurité avec la couche physiquegénération de clé secrèteradio impulsionnelle ultra large bandegénération de clé coopérativeréseaux décentralisésdistribution de clés symétriquesquantificationréciprocitécaractère aléatoire physical layer securitysecret key generationImpulse Radio - Ultra Widebandcooperative key generationdecentralized networkssymmetric key distributionquantizationreciprocityrandomness Systèmes de communication sans fil Thèses et écrits académiques Communication ultra large bande Thèses et écrits académiques Dans cette thèse on s’est intéressé aux méthodes de génération de clés secrètes symétriques en utilisant la couche physique ultra large bande impulsionnelle (IR-UWB). Les travaux ont été réalisés selon trois axes, les deux premiers concernant la communication point-à-point et le dernier, les communications coopératives. Tout d’abord, la quantification des signaux typiques IR-UWB (soit directement échantillonnés, soit estimés) a été investiguée, principalement du point de vue du compromis entre la robustesse (ou réciprocité) des séquences binaires obtenues et leur caractère aléatoire. Différents algorithmes de quantification valorisant l’information temporelle offerte par les canaux IR-UWB pour améliorer ce compromis ont alors été proposés. Ensuite, des études concernant les échanges publics nécessaires à l’étape de réconciliation (visant la correction d’éventuels désaccords entre les séquences binaires générées de part et d’autre du lien) ont montré qu’il était possible d’être plus robuste face aux attaques passives en utilisant des informations de plus haut niveau, inhérentes à cette technologie et disponibles à moindre coût (ex. via une estimation précise du temps de vol aller-retour). Finalement, une nouvelle méthode a été développée afin d’étendre les schémas de génération de clé point-à-point à plusieurs nœuds (trois dans nos études) en utilisant directement la couche physique fournie par les liens radio entre les nœuds. Emerging decentralized wireless systems, such as sensor or ad-hoc networks, will demand an adequate level of security in order to protect the private and often sensitive information that they carry. The main security mechanism for confidentiality in such networks is symmetric cryptography, which requires the sharing of a symmetric key between the two legitimate parties. According to the principles of physical layer security, wireless devices within the communication range can exploit the wireless channel in order to protect their communications. Due to the theoretical reciprocity of wireless channels, the spatial decorrelation property (e.g., in rich scattering environments), as well as the fine temporal resolution of the Impulse Radio - Ultra Wideband (IR-UWB) technology, directly sampled received signals or estimated channel impulse responses (CIRs) can be used for symmetric secret key extraction under the information-theoretic source model. Firstly, we are interested in the impact of quantization and channel estimation algorithms on the reciprocity and on the random aspect of the generated keys. Secondly, we investigate alternative ways of limiting public exchanges needed for the reconciliation phase. Finally, we develop a new signal-based method that extends the point-to-point source model to cooperative contexts with several nodes intending to establish a group key. Electronic Thesis or DissertationText en application/octet-stream1 : 2942 Kohttps://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/007a83aa-0b5d-4254-92cd-2bc927bebfd6 Tunaru Iulia 1988-07-13 RO 191871796 iulia.tunaru.it@gmail.com 2015REN1S081 http://www.theses.fr/2015REN1S081 2015-11-27 Traitement du signal et télécommunications Université de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Doctorat non ouiUguenBernardintervenant_1142624985 Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsecoleDoctorale_1 139007164 Université européenne de BretagnepartenaireRecherche_1 139075119 IETRpartenaireRecherche_2 149256035 ddc:620 UguenBernardUniversité de Rennes 1Sciences et technologie, médecine, pharmacie, odontologie, droit, économie, gestion, philosophieMathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunicationsÉcole doctorale Mathématiques, informatique, signal, électronique et télécommunications (Rennes)Université européenne de Bretagne Pôle de recherche et d'enseignement supérieur de Bretagne IETR ASCII PDF 3012779