X-Git-Url: https://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/and/gitweb/hdrcouchot.git/blobdiff_plain/9ed4f504a9b9dd9704b62305d743e177a9ae6f72..ab1271f8b9509a86f3434c2389be47fe3a1c4d04:/main.tex?ds=inline diff --git a/main.tex b/main.tex index ce52fff..1cad5ec 100644 --- a/main.tex +++ b/main.tex @@ -13,9 +13,17 @@ \usepackage{dsfont} \usepackage{graphicx} \usepackage{listings} +\usepackage{tikz} +\usepackage{pgfplots} +\usepgfplotslibrary{groupplots} + %\usepackage[font=footnotesize]{subfig} \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage{thmtools, thm-restate} +\usepackage{multirow} +\usepackage{algorithm2e} +\usepackage{mathtools} + %\declaretheorem{theorem} %%-------------------- @@ -28,11 +36,12 @@ %%-------------------- %% Title of the document -\declarehdr{Title}{XX Mois XXXX} +\declarehdr{Modèles discrets pour la sécurité informatique: des méthodes itératives à l'analyse vectorielle}{XX Mois XXXX} %%-------------------- %% Set the author of the HDR -\addauthor[first.name@utbm.fr]{First}{Name} +\addauthor[couchot@femto-st.fr]{Jean-François}{Couchot} + %%-------------------- %% Add a member of the jury @@ -47,25 +56,70 @@ %%-------------------- %% Set the University where HDR was made -\hdrpreparedin{Université de Technologie de Belfort-Montbéliard} +\hdrpreparedin{Université Bourgone Franche-Comté} + %%-------------------- %% Set the English abstract -%\hdrabstract[english]{This is the abstract in English} +\hdrabstract[english]{ +Thanks to its conciseness, a discrete model may allow to reason with +problems that may not be handled without such a formalism. Discrete +dynamical systems (DDS) belong to this computer science area. In this +authorization to direct researches manuscript, we firstly present +contributions on convergence, convergence proof, and a new iteration +scheme of such systems. We further present contributions about +functions whose iterations can be chaotic. We particularly present a +set of methods leading to such functions. One of them built over Gray +codes allows to obtain a Markov chain that is doubly stochastic. This +last method permits to produce a large number of Pseudorandom Number +Generators (PRNG). Theoretical and practical contributions are +presented in this field. Information hiding area has been +strengthened in this manuscript and some contributions are thus +presented. Instances of such algorithms are given according to +functions that can achieve a large robustness. Finally, we have +proposed an new method to build distortion functions +that can be embedded in information hiding schemes +with analysis gradient but expressed in a +discrete way.} %%-------------------- %% Set the English keywords. They only appear if %% there is an English abstract -%\hdrkeywords[english]{Keyword 1, Keyword 2} +\hdrkeywords[english]{discrete dynamical systems, pseudorandom number +generators, information hiding.} -%%-------------------- -%% Set the French abstract -\hdrabstract[french]{Blabla blabla.} +%%-------------------- %% Set the French abstract +\hdrabstract[french]{ + +Grâce à leur concision, les modèle discrets permettent d'appréhender +des problèmes informatiques qui ne seraient parfois pas traitables +autrement. Les systèmes dynamiques discrets s'intègrent dans cette +thématique. Dans cette habilitation, nous montrerons tout d'abord des +contributions concernant la convergence, la preuve de convergence et +un nouveau mode opératoire de tels systèmes. Nous présenterons +ensuite un ensemble d'avancées autour des fonctions dont les +itérations peuvent être chaotiques. Particulièrement, plusieurs +méthodes permettant d'obtenir de telles fonctions seront proposées, +dont une basée sur les codes de Gray, permettant d'avoir en plus une +chaîne de Markov doublement stochastique. Cette dernière méthode nous +permettra notamment d'engendrer une grande famille de générateurs de +nombres pseudo-aléatoires (PRNG). Des contributions théoriques et +pratiques autour de ces PRNGs seront mises en avant. La thématique de +masquage d'information (déjà présente dans l'équipe) a été renforcée +et des avancées significatives sur ce sujet seront présentées. Des +instances de ces algorithmes seront formalisées en sélectionnant les +fonctions à itérer pour garantir une robustesse élevée. Finalement, +nous montrerons qu'on peut construire de nouvelles fonctions de +distorsion utilisables en masquage d'information à l'aide de méthodes +d'analyse par gradient mais discret cette fois encore. + + } %%-------------------- %% Set the French keywords. They only appear if %% there is an French abstract -%\hdrkeywords[french]{Mot-cl\'e 1, Mot-cl\'e 2} +\hdrkeywords[french]{systèmes dynamiques discrets, générateurs de nombres +pseudo-aléatoires, masquage d'information.} %%-------------------- %% Change the layout and the style of the text of the "primary" abstract. @@ -93,7 +147,7 @@ %%-------------------- %% Change the speciality of the PhD thesis -%\Set{speciality}{Informatique} +\Set{speciality}{Informatique} %%-------------------- %% Change the institution @@ -111,7 +165,7 @@ \newcommand{\Bool}[0]{\ensuremath{\mathds{B}}} \newcommand{\rel}[0]{\ensuremath{{\mathcal{R}}}} \newcommand{\Gall}[0]{\ensuremath{\mathcal{G}}} -\newcommand{\Sec}[1]{Sect\,\ref{#1}} +\newcommand{\Sec}[1]{Section\,\ref{#1}} \newcommand{\Fig}[1]{{\sc Figure}~\ref{#1}} \newcommand{\Alg}[1]{Algorithme~\ref{#1}} \newcommand{\Tab}[1]{Tableau~\ref{#1}} @@ -121,69 +175,184 @@ \newcommand{\dom}[0]{\ensuremath{\textit{dom}}} \newcommand{\eqNode}[0]{\ensuremath{{\mathcal{R}}}} + +\newcommand {\tv}[1] {\lVert #1 \rVert_{\rm TV}} +\def \top {1.8} +\def \topt {2.3} +\def \P {\mathbb{P}} +\def \ov {\overline} +\def \ts {\tau_{\rm stop}} +\def\rl{{^{.}}} + +\DeclarePairedDelimiter\abs{\lvert}{\rvert}% +\DeclarePairedDelimiter\norm{\lVert}{\rVert}% + +% Swap the definition of \abs* and \norm*, so that \abs +% and \norm resizes the size of the brackets, and the +% starred version does not. +\makeatletter +\let\oldabs\abs +\def\abs{\@ifstar{\oldabs}{\oldabs*}} +% +\let\oldnorm\norm +\def\norm{\@ifstar{\oldnorm}{\oldnorm*}} +\makeatother + \newtheorem{theorem}{Théorème} \newtheorem{lemma}{Lemme} +\newtheorem{corollary}{Corollaire} \newtheorem*{xpl}{Exemple} -\newtheorem*{Proof}{Preuve} + \newtheorem{Def}{Définition} \begin{document} - +\tableofcontents \chapter*{Introduction} -Blabla blabla. +\input{intro} \mainmatter -\part{Système Booléens} +\part{Réseaux discrets} -\chapter{Iterations discrètes de Systèmes Dynamiques booléens} -\section{Formalisation} -\input{sdd} +\chapter{Iterations discrètes de réseaux booléens}\label{chap:sdd} +Ce chapitre formalise tout d'abord ce qu'est +un réseau booléen (section~\ref{sec:sdd:formalisation}. On y revoit +les différents modes opératoires, leur représentation à l'aide de +graphes et les résultats connus de convergence). +Ce chapitre montre ensuite à la section~\ref{sec:sdd:mixage} +comment combiner ces modes pour converger aussi +souvent, mais plus rapidement vers un point fixe. Les deux +dernières sections ont fait l'objet du rapport~\cite{BCVC10:ir}. -\section{Combinaisons synchrones et asynchrones} -\input{mixage} +\section{Formalisation}\label{sec:sdd:formalisation} +\input{sdd} +\section{Combinaisons synchrones et asynchrones}\label{sec:sdd:mixage} +\input{mixage} \section{Conclusion} + Introduire de l'asynchronisme peut permettre de réduire le temps d'exécution global, mais peut aussi introduire de la divergence. -Dans ce chapitre, nous avons exposé comment construire un mode combinant les -avantage du synchronisme en terme de convergence avec les avantages -de l'asynchronisme en terme de vitesse de convergence. +Dans ce chapitre, après avoir introduit les bases sur les réseaux booléens, +nous avons exposé comment construire un mode combinant les +avantages du synchronisme en termes de convergence avec les avantages +de l'asynchronisme en termes de vitesse de convergence. -\chapter[Preuve de convergence de systèmes booléens]{Preuve automatique de convergence de systèmes booléens}\label{chap:promela} +\chapter{Preuve automatique de convergence}\label{chap:promela} \input{modelchecking} -\JFC{Mixage} + + + +\part{Des systèmes dynamiques discrets +au chaos} + +\chapter[Caractérisation des systèmes + discrets chaotiques]{Caractérisation des systèmes + discrets chaotiques pour les schémas unaires et généralisés}\label{chap:carachaos} + +La suite de ce document se focalise sur des systèmes dynamiques discrets qui ne +convergent pas. Parmi ceux-ci se trouvent ceux qui sont \og chaotiques\fg{}. +La première section de ce chapitre rappelle ce que sont les systèmes +dynamiques chaotiques et leurs caractéristiques. +La section~\ref{sec:TIPE12}, qui est une reformulation de~\cite{guyeuxphd}, +se focalise sur le schéma unaire. Elle est rappelée pour avoir un document se +suffisant à lui-même. +La section~\ref{sec:chaos:TSI} étend ceci au mode généralisé. Pour chacun de ces modes, +une métrique est définie. Finalement, la section~\ref{sec:11FCT} +exhibe des conditions suffisantes permettant d'engendrer +des fonctions chaotiques selon le mode unaire. +Les sections~\ref{sec:TIPE12} et~\ref{sec:11FCT} ont été publiées +dans~\cite{bcg11:ij,bcgr11:ip}. + + +\section{Systèmes dynamiques chaotiques selon Devaney} +\label{subsec:Devaney} +\input{devaney} + +\section{Schéma unaire}\label{sec:TIPE12} +\input{12TIPE} + +\section{Schéma généralisé}\label{sec:chaos:TSI} +\input{15TSI} + + +\section{Générer des fonctions chaotiques}\label{sec:11FCT} +\input{11FCT} + +\section{Conclusion} +Ce chapitre a montré que les itérations unaires sont chaotiques si +et seulement si le graphe $\textsc{giu}(f)$ est fortement connexe et +que les itérations généralisées sont chaotiques si +et seulement si le graphe $\textsc{gig}(f)$ est aussi fortement connexe. +On dispose ainsi a priori d'une collection infinie de fonctions chaotiques. +Le chapitre suivant s'intéresse à essayer de prédire le comportement +de telles fonctions. + + +\chapter{Prédiction des systèmes chaotiques}\label{chp:ANN} +\input{chaosANN} +\part{Applications à la génération de nombres +pseudo-aléatoires} + +\chapter{Caractérisation des générateurs chaotiques}\label{chap:PRNG:chao} +\input{15RairoGen} + +\chapter{Les générateurs issus des codes de Gray}\label{chap:PRNG:gray} +\input{14Secrypt} + + + +\part{Application au masquage d'information} + + +\chapter{Des embarquements préservant le chaos}\label {chap:watermarking} +\input{oxford} + +\chapter{Une démarche de marquage de PDF}\label{chap:watermarking:pdf} +\input{ahmad} + +\chapter[STABYLO] {Une démarche plus classique de dissimulation: STABYLO}\label{chap:stabylo} + \input{stabylo} + +\chapter[Stéganographie par dérivées secondes]{Schémas de stéganographie: les dérivées secondes}\label{chap:th:yousra} + \input{stegoyousra} + + + +\part*{Conclusion et Perspectives} + +\input{conclusion} + + + -% \part{Conclusion et Perspectives} -% \chapter{Conclusion} -% Blabla blabla. \appendix -\chapter{Preuves sur les SDD} +\chapter{Preuves sur les réseaux discrets} -\section{Convergence du mode mixe}\label{anx:mix} +\section{Convergence du mode mixte}\label{anx:mix} \input{annexePreuveMixage} @@ -196,24 +365,55 @@ de l'asynchronisme en terme de vitesse de convergence. \chapter{Preuves sur les systèmes chaotiques} -\section{Continuité de $G_f$ dans $(\mathcal{X},d)$}\label{anx:cont} -\input{annexecontinuite.tex} +%\section{Continuité de $G_f$ dans $(\mathcal{X}_u,d)$}\label{anx:cont} +%\input{annexecontinuite.tex} + + +%\section{Caractérisation des fonctions $f$ rendant chaotique $G_{f_u}$ dans $(\mathcal{X}_u,d)$}\label{anx:chaos:unaire} +%\input{caracunaire.tex} + +\section{Preuve que $d$ est une distance sur $\mathcal{X}_g$}\label{anx:distance:generalise} +\input{preuveDistanceGeneralisee} + +\section{Caractérisation des fonctions $f$ rendant chaotique $G_{f_g}$ dans $(\mathcal{X}_g,d)$}\label{anx:chaos:generalise} +\input{caracgeneralise.tex} -\section{Théorème~\ref{th:Adrien}}\label{anx:sccg} +\section{Conditions suffisantes pour un $\textsc{giu}(f)$ fortement connexe \label{anx:sccg}} \input{annexesccg} +\chapter{Preuves sur les générateurs de nombres pseudo-aléatoires}\label{anx:generateur} +\input{annexePreuveDistribution} +\section{Codes de Gray équilibrés par induction} +\input{annexePreuveGrayEquilibre} -\backmatter +\section{Majoration du temps de mixage} +\input{annexePreuveStopping} -\bibliographystyle{apalike} +\chapter{Preuves sur le marquage de média}\label{anx:marquage} +\section{Le marquage est $\epsilon$-stégo-sécure} +\input{annexePreuveMarquagedhci} + +\section{Le mode $f_l$ est doublement stochastique}\label{anx:marquage:dblesto} +\input{annexePreuveMarquagefldblement} + +\section{Le marquage est correct et complet}\label{anx:preuve:marquage:correctioncompletue} +\input{annexePreuveMarquageCorrectioncompletude} + +% \section{Complexités d'algorithmes de stéganographie} +% \label{anx:preuve:cplxt} +% \input{annexePreuvesComplexiteStego} + + + +\bibliographystyle{alpha} \bibliography{abbrev,biblioand} \listoffigures \listoftables -\listofdefinitions + \end{document}