PROJET : CODES

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Fondements scientifiques

 

Le codage en général relève de la théorie de l'information. La correction d'erreurs et le chiffrement sont des aspects importants de la protection de l'information. Il s'agit d'une part de résister au bruit et d'autre part de lutter contre les fraudes. Ces deux démarches contradictoires, révéler contre cacher, sont souvent complémentaires.

La théorie algébrique des codes s'est développée à partir des problèmes posés par la résistance au bruit ; les codes correcteurs doivent protéger une information transitant à travers un canal de transmission soumis à des perturbations. Ce canal peut être une ligne téléphonique, une liaison radio ou encore un support magnétique ou optique : bande magnétique ou disque compact. Le codage consiste en l'ajout d'une redondance, et le décodage doit permettre, à partir de la sortie codée puis perturbée du canal, de restituer de façon acceptable l'information fournie par la source.

Depuis les premiers codes de HAMMING et surtout la découverte des fameux codes BCH (1960), la théorie algébrique des codes correcteurs connaît un développement constant, elle est devenue centrale en tant qu'application des mathématiques discrètes. Le dynamisme de la discipline peut se mesurer par le nombre et la qualité des colloques qui lui sont consacrés et où se mèlent des travaux autant théoriques qu'appliqués utilisant tous les outils des mathématiques discrètes (algèbre des structures finies, combinatoire, géométries finies...) ainsi que ceux, plus modernes, de l'informatique théorique, notamment l'algorithmique et le calcul formel.

De même que les mathématiques ont pu apporter énormément aux codes correcteurs d'erreurs en établissant ses fondements théoriques, les objets ayant les propriétés les plus intéressantes en cryptographie, et notamment en cryptographie à clé publique, proviennent des mathématiques ; le système de chiffrement RSA, le protocole d'échange de clé de Diffie-Hellman ou encore les plus récentes utilisations des courbes elliptiques, se fondent en grande partie sur la théorie algébrique des nombres. Aujourd'hui, d'autres cryptosystèmes à clé publique (McEliece, Niederreitter, Gabidulin, Sidelnikov, ...) reposent sur la théorie des codes correcteurs d'erreurs. Depuis quelques années, ce sont la théorie des codes et les mathématiques discrètes qui apportent à la cryptographie [*] dans des problèmes tels que le partage du secret, la construction de fonctions sans corrélation, la résistance des cryptosystèmes symétriques aux cryptanalyses différentielles et linéaires, l'étude des fonctions booléennes et en particulier des fonctions courbes, le marquage d'image pour la protection des droits d'auteur, ... Des problèmes de recherche revêtant une grande importance pour les applications dans le domaine des télécommunications apparaissent à la frontière des deux disciplines et rendent important le développement d'une communauté possédant une double compétence. Citons à titre d'exemple :

Cette nécessité d'associer ces deux spécialités apparaît dans les activités d'un nombre croissant de laboratoires de recherche dans le monde. Une étude récente de la NSF Américaine [*] montre aussi une reconnaissance de ce nouveau domaine de recherche ainsi qu'une volonté institutionnelle de coordonner les efforts.



Footnotes

... cryptographie[*]
J.L. MASSEY - Some applications of coding theory in cryptography. In: Codes and Cyphers: Cryptography and Coding IV, éd. par Farell (P.G.). pp. 33-47 - Springer-Verlag
...Américaine [*]
National Science Foundation. - Report of the Working Group on Cryptology and Coding Theory, avril 1997


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