The art of post-truth in quantum cryptography

L’établissement de clé quantique (abrégé QKD en anglais) permet à deux participants distants, Alice et Bob, d’établir une clé secrète commune (mais aléatoire) qui est connue uniquement de ces deux personnes (c’est-à-dire inconnue d’Ève et de tout autre tiers parti). La clé secrète partagée est inconditionnellement privée et peut être plus tard utilisée, par Alice et Bob, pour transmettre des messages en toute confidentialité, par exemple sous la forme d’un masque jetable. Le protocole d’établissement de clé quantique garantit la confidentialité inconditionnelle du message en présence d’un adversaire (Ève) limité uniquement par les lois de la mécanique quantique, et qui ne peut agir sur l’information que se partagent Alice et Bob que lors de son transit à travers des canaux classiques et quantiques. Mais que se passe-t-il lorsque Ève a le pouvoir supplémentaire de contraindre Alice et/ou Bob à révéler toute information, jusqu’alors gardée secrète, générée lors de l’exécution (réussie) du protocole d’établissement de clé quantique (éventuellement suite à la transmission entre Alice et Bob d’un ou plusieurs messages chiffrés classique à l’aide de cette clé), de manière à ce qu’Ève puisse reproduire l’entièreté du protocole et retrouver la clé (et donc aussi le message qu’elle a chiffré) ? Alice et Bob peuvent-ils nier la création de la clé de manière plausible en révélant des informations mensongères pour qu’Ève aboutisse sur une fausse clé ? Les protocoles d’établissement de clé quantiques peuvent-ils tels quels garantir la possibilité du doute raisonnable ? Dans cette thèse, c’est sur cette énigme que nous nous penchons. Dans le reste de ce document, nous empruntons le point de vue de la théorie de l’information pour analyser la possibilité du doute raisonnable lors de l’application de protocoles d’établissement de clé quantiques. Nous formalisons rigoureusement différents types et degrés de doute raisonnable en fonction de quel participant est contraint de révéler la clé, de ce que l’adversaire peut demander, de la taille de l’ensemble de fausses clés qu’Alice et Bob peuvent prétendre établir, de quand les parties doivent décider de la ou des clés fictives, de quelle est la tolérance d’Ève aux événements moins probables, et du recours ou non à des hypothèses de calcul. Nous définissons ensuite rigoureusement une classe générale de protocoles d’établissement de clé quantiques, basée sur un canal quantique presque parfait, et prouvons que tout protocole d’établissement de clé quantique appartenant à cette classe satisfait la définition la plus générale de doute raisonnable : à savoir, le doute raisonnable universel. Nous en fournissons quelques exemples. Ensuite, nous proposons un protocole hybride selon lequel tout protocole QKD peut être au plus existentiellement déniable. De plus, nous définissons une vaste classe de protocoles d’établissement de clé quantiques, que nous appelons préparation et mesure, et prouvons l’impossibilité d’instiller lors de ceux-ci tout degré de doute raisonnable. Ensuite, nous proposons une variante du protocole, que nous appelons préparation et mesure floues qui offre un certain niveau de doute raisonnable lorsque Ève est juste. Par la suite, nous proposons un protocole hybride en vertu duquel tout protocole d’établissement de clé quantique ne peut offrir au mieux que l’option de doute raisonnable existentiel. Finalement, nous proposons une variante du protocole, que nous appelons mono-déniable qui est seulement Alice déniable ou Bob déniable (mais pas les deux).

Keyphrases: Éditée Alternative, Doute Raisonnable, Établissement de Clé Quantiqu