From Classical to Quantum Secret Sharing

Dans ce mémoire, nous nous pencherons tout particulièrement sur une primitive cryptographique connue sous le nom de partage de secret. Nous explorerons autant le domaine classique que le domaine quantique de ces primitives, couronnant notre étude par la présentation d’un nouveau protocole de partage de secret quantique nécessitant un nombre minimal de parts quantiques c.-à-d. une seule part quantique par participant. L’ouverture de notre étude se fera par la présentation dans le chapitre préliminaire d’un survol des notions mathématiques sous-jacentes à la théorie de l’information quantique ayant pour but primaire d’établir la notation utilisée dans ce manuscrit, ainsi que la présentation d’un précis des propriétés mathématique de l’état de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) fréquemment utilisé dans les domaines quantiques de la cryptographie et des jeux de la communication. Mais, comme nous l’avons mentionné plus haut, c’est le domaine cryptographique qui restera le point focal de cette étude. Dans le second chapitre, nous nous intéresserons à la théorie des codes correcteurs d’erreurs classiques et quantiques qui seront à leur tour d’extrême importances lors de l’introduction de la théorie quantique du partage de secret dans le chapitre suivant. Dans la première partie du troisième chapitre, nous nous concentrerons sur le domaine classique du partage de secret en présentant un cadre théorique général portant sur la construction de ces primitives illustrant tout au long les concepts introduits par des exemples présentés pour leurs intérêts autant historiques que pédagogiques. Ceci préparera le chemin pour notre exposé sur la théorie quantique du partage de secret qui sera le focus de la seconde partie de ce même chapitre. Nous présenterons alors les théorèmes et définitions les plus généraux connus à date portant sur la construction de ces primitives en portant un intérêt particulier au partage quantique à seuil. Nous montrerons le lien étroit entre la théorie quantique des codes correcteurs d’erreurs et celle du partage de secret. Ce lien est si étroit que l’on considère les codes correcteurs d’erreurs quantiques étaient de plus proches analogues aux partages de secrets quantiques que ne leur étaient les codes de partage de secrets classiques. Finalement, nous présenterons un de nos trois résultats parus dans A. Broadbent, P.-R. Chouha, A. Tapp (2009); un protocole sécuritaire et minimal de partage de secret quantique a seuil (les deux autres résultats dont nous traiterons pas ici portent sur la complexité de la communication et sur la simulation classique de l’état de GHZ).

Practical and Foundational Aspects of Secure Computation

Il y a des problemes qui semblent impossible a resoudre sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Comment est-ce que deux millionnaires peuvent savoir qui est le plus riche sans dire a l'autre la valeur de ses biens ? Que peut-on faire pour prevenir les collisions de satellites quand les trajectoires sont secretes ? Comment est-ce que les chercheurs peuvent apprendre les liens entre des medicaments et des maladies sans compromettre les droits prives du patient ? Comment est-ce qu'une organisation peut ecmpecher le gouvernement d'abuser de l'information dont il dispose en sachant que l'organisation doit n'avoir aucun acces a cette information ? Le Calcul multiparti, une branche de la cryptographie, etudie comment creer des protocoles pour realiser de telles taches sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Les protocoles doivent etre prives, corrects, efficaces et robustes. Un protocole est prive si un adversaire n'apprend rien de plus que ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole est correct si un joueur honnete recoit ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole devrait bien sur etre efficace. Etre robuste correspond au fait qu'un protocole marche meme si un petit ensemble des joueurs triche. On demontre que sous l'hypothese d'un canal de diusion simultane on peut echanger la robustesse pour la validite et le fait d'etre prive contre certains ensembles d'adversaires. Le calcul multiparti a quatre outils de base : le transfert inconscient, la mise en gage, le partage de secret et le brouillage de circuit. Les protocoles du calcul multiparti peuvent etre construits avec uniquements ces outils. On peut aussi construire les protocoles a partir d'hypoth eses calculatoires. Les protocoles construits a partir de ces outils sont souples et peuvent resister aux changements technologiques et a des ameliorations algorithmiques. Nous nous demandons si l'efficacite necessite des hypotheses de calcul. Nous demontrons que ce n'est pas le cas en construisant des protocoles efficaces a partir de ces outils de base. Cette these est constitue de quatre articles rediges en collaboration avec d'autres chercheurs. Ceci constitue la partie mature de ma recherche et sont mes contributions principales au cours de cette periode de temps. Dans le premier ouvrage presente dans cette these, nous etudions la capacite de mise en gage des canaux bruites. Nous demontrons tout d'abord une limite inferieure stricte qui implique que contrairement au transfert inconscient, il n'existe aucun protocole de taux constant pour les mises en gage de bit. Nous demontrons ensuite que, en limitant la facon dont les engagements peuvent etre ouverts, nous pouvons faire mieux et meme un taux constant dans certains cas. Ceci est fait en exploitant la notion de cover-free families . Dans le second article, nous demontrons que pour certains problemes, il existe un echange entre robustesse, la validite et le prive. Il s'effectue en utilisant le partage de secret veriable, une preuve a divulgation nulle, le concept de fantomes et une technique que nous appelons les balles et les bacs. Dans notre troisieme contribution, nous demontrons qu'un grand nombre de protocoles dans la litterature basee sur des hypotheses de calcul peuvent etre instancies a partir d'une primitive appelee Transfert Inconscient Veriable, via le concept de Transfert Inconscient Generalise. Le protocole utilise le partage de secret comme outils de base. Dans la derniere publication, nous counstruisons un protocole efficace avec un nombre constant de rondes pour le calcul a deux parties. L'efficacite du protocole derive du fait qu'on remplace le coeur d'un protocole standard par une primitive qui fonctionne plus ou moins bien mais qui est tres peu couteux. On protege le protocole contre les defauts en utilisant le concept de privacy amplication .

Le néo-chamanisme de Michael Harner : étude des transformations du chamanisme classique à la lumière de l’analyse des transformations religieuses selon Danièle Hervieu-Léger

Durant le dernier demi-siècle, la religion, comme tous les autres domaines d’activité humaine, a connu plusieurs transformations importantes. La diminution considérable, durant cette période, de la pratique religieuse institutionnalisée est accompagnée de l’apparition d’une multitude de nouvelles formes de spiritualités qui tentent de répondre aux besoins religieux de l’homme occidental. Parmi les multiples manifestations de ce genre, on découvre une spiritualité distincte, appelée néo-chamanisme ou chamanisme urbain, réunissant de nombreuses pratiques contemporaines qui se définissent comme chamaniques. Dans le cadre de ce mémoire, nous nous sommes concentrés sur l’étude du phénomène néo-chamanique de Michael Harner, ex-professeur et directeur du département d’anthropologie au Graduate Faculty of the New School for Social Research à New York, et fondateur de la Foundation for Shamanic Studies (à l’avenir : FSS). La présente recherche a pour but d’analyser le néo-chamanisme de Harner et de définir sa place parmi les nouvelles formes de religiosités. La théorie de la recomposition du religieux de Danièle Hervieu-Léger sert de cadre d’analyse pour cette nouvelle forme de spiritualité. Dans la première partie, nous traitons le phénomène religieux contemporain sous l’angle socioreligieux. Nous présentons un aperçu global des transformations que celui-ci subit en modernité sous l’impact de la sécularisation. À l’aide de la théorie des nouvelles formes religieuses de Danièle Hervieu-Léger, nous mettons en lumière les principales règles selon lesquelles une nouvelle configuration du religieux se déploie dans le contexte occidental contemporain. Dans la seconde partie, nous examinons le chamanisme traditionnel sous l’angle anthropologique. Nous faisons la lecture d’études classiques sur le chamanisme. Il apparaît que le chamanisme classique est communautaire, réservé à quelques personnes choisies par les esprits et que le processus laborieux d’initiation permettant d’accéder à cette fonction implique certains éléments spécifiques parmi lesquels on compte la maladie initiatique, la mort rituelle et la résurrection de la personne. Dans la troisième partie, nous examinons le néo-chamanisme de Harner. Nous rendons compte de son ouvrage majeur La voie spirituelle du chamane : Le Secret d'un sorcier indien d’Amérique du Nord et nous examinons l’expérience chamanique de la Foundation for Shamanic Studies (FSS). Il se dégage de cette étude que l’approche de Harner se veut l’expression d’un chamanisme fondamental et universel adapté à la société contemporaine. La pratique néo-chamanique de Harner se focalise sur le voyage chamanique et sur le contact avec le monde des esprits comme des éléments qui sont au cœur du chamanisme traditionnel. C’est une pratique axée principalement sur l’individu à des fins d’accomplissement de soi et d’(auto)guérison. Elle attire généralement des personnes dont le niveau de scolarité est élevé, disposées à payer pour les services fournis par la fondation. À la fin de notre étude, nous dégageons les conclusions générales suivantes : le néo-chamanisme de Harner s’éloigne de la tradition chamanique et la transforme en une spiritualité nouvelle adaptée aux besoins des Occidentaux; il reflète les transformations subies par le fait religieux pendant la période moderne; il s’adresse principalement à un public en quête de services spirituels ciblés et ponctuels et il favorise une forme de communalisation temporaire et intense; cependant, l’individuation de la pratique chamanique est porteuse de ses effets politiques et néocoloniaux.

Bergson, Heidegger et la question du possible: le renversement d’une conception classique

Quel est le statut ontologique du « possible » et du « réel » ? Sous l’angle de la substance, de la notion et du temps, l’un prend-il le pas sur l’autre, l’un est-il prioritaire ? Alors qu’Aristote et Hegel ont défendu l’idée que le réel jouit d’une primauté sur le possible, Heidegger et Bergson ont avancé la thèse inverse : ils ont laissé entendre que le possible a préséance sur le réel. Le dessein que nous poursuivrons ici possède deux volets : d’une part, nous chercherons à souligner la distance qui sépare le couple Aristote/Hegel de la pensée heideggérienne sur la question du possible ; d’autre part, et en particulier, nous tâcherons de montrer que si la thèse que soutient Bergson s’éloigne en apparence largement de la conception classique, elle la rejoint malgré tout à bien des égards.

Romance and Reconciliation : The secret life of indigenous sexuality on Australian television drama

This article examines the representation of Indigenous sexuality on Australian television drama since the 1970s, suggesting the political importance of such representations. In 1976 Justine Saunders became the first regular Indigenous character on an Australian television drama series, as the hairdresser Rhonda Jackson in Number 96. She was presented as sexually attractive, but this was expressed through a rape scene after a party. Twenty five years later, Deborah Mailman starred in The Secret Life of Us, as Kelly, who is also presented as sexually attractive. But her character can be seen in many romantic relationships. The article explores changing representations that moved us from Number 96 to The Secret Life of Us, via The Flying Doctors and Heartland. It suggests that in representations of intimate and loving relationships on screen it has only recently become possible to see hopeful models for interaction between Indigenous and non-Indigenous Australians.

Intrusion detection system for encrypted networks using secret-sharing schemes

Secret-sharing schemes describe methods to securely share a secret among a group of participants. A properly constructed secret-sharing scheme guarantees that the share belonging to one participant does not reveal anything about the shares of others or even the secret itself. Besides the obvious feature which is to distribute a secret, secret-sharing schemes have also been used in secure multi-party computations and redundant residue number systems for error correction codes. In this paper, we propose that the secret-sharing scheme be used as a primitive in a Network-based Intrusion Detection System (NIDS) to detect attacks in encrypted networks. Encrypted networks such as Virtual Private Networks (VPNs) fully encrypt network traffic which can include both malicious and non-malicious traffic. Traditional NIDS cannot monitor encrypted traffic. Our work uses a combination of Shamir's secret-sharing scheme and randomised network proxies to enable a traditional NIDS to function normally in a VPN environment. In this paper, we introduce a novel protocol that utilises a secret-sharing scheme to detect attacks in encrypted networks.

Detecting attacks in encrypted networks using secret-sharing schemes

Secret-sharing schemes describe methods to securely share a secret among a group of participants. A properly constructed secret-sharing scheme guarantees that the share belonging to one participant does not reveal anything about the shares of others or even the secret itself. Besides being used to distribute a secret, secret-sharing schemes have also been used in secure multi-party computations and redundant residue number systems for error correction codes. In this paper, we propose that the secret-sharing scheme be used as a primitive in a Network-based Intrusion Detection System (NIDS) to detect attacks in encrypted Networks. Encrypted networks such as Virtual Private Networks (VPNs) fully encrypt network traffic which can include both malicious and non-malicious traffic. Traditional NIDS cannot monitor such encrypted traffic. We therefore describe how our work uses a combination of Shamir's secret-sharing scheme and randomised network proxies to enable a traditional NIDS to function normally in a VPN environment.

The Secret Siphon

Although the siphon has been in use since ancient times, the exact mechanism of operation is still under discussion. For example, most dictionaries assert that atmospheric pressure is essential to the operation of a siphon rather than gravity. Although there is general agreement that gravity is the motivating force in a siphon, there is disagreement on how liquid enters a siphon – is it atmospheric push or tensile pull? This paper describes a classroom experiment that can serve as the basis for discussing how a siphon works. The experiment involves the construction of a siphon in which the water level in the upper reservoir is held constant during the operation of the siphon. Since the atmosphere is not doing any work on the water in the upper reservoir only gravity is at work. The special situation of a bubble-in-a-siphon is also discussed in which both atmospheric pressure and gravity are at work.

Virginia's secret

This catalogue essay was written to accompany the launch exhibition of LEVELari in Brisbane. It discusses the history of women-only exhibition spaces in Australia and contextualises LEVELari's place within that tradition.

Quantum direct secret sharing with efficient eavesdropping-check and authentication based on distributed fountain codes

We propose to use a simple and effective way to achieve secure quantum direct secret sharing. The proposed scheme uses the properties of fountain codes to allow a realization of the physical conditions necessary for the implementation of no-cloning principle for eavesdropping-check and authentication. In our scheme, to achieve a variety of security purposes, nonorthogonal state particles are inserted in the transmitted sequence carrying the secret shares to disorder it. However, the positions of the inserted nonorthogonal state particles are not announced directly, but are obtained by sending degrees and positions of a sequence that are pre-shared between Alice and each Bob. Moreover, they can confirm that whether there exists an eavesdropper without exchanging classical messages. Most importantly, without knowing the positions of the inserted nonorthogonal state particles and the sequence constituted by the first particles from every EPR pair, the proposed scheme is shown to be secure.

Multi-party computation with conversion of secret sharing

Classical results in unconditionally secure multi-party computation (MPC) protocols with a passive adversary indicate that every n-variate function can be computed by n participants, such that no set of size t < n/2 participants learns any additional information other than what they could derive from their private inputs and the output of the protocol. We study unconditionally secure MPC protocols in the presence of a passive adversary in the trusted setup (‘semi-ideal’) model, in which the participants are supplied with some auxiliary information (which is random and independent from the participant inputs) ahead of the protocol execution (such information can be purchased as a “commodity” well before a run of the protocol). We present a new MPC protocol in the trusted setup model, which allows the adversary to corrupt an arbitrary number t < n of participants. Our protocol makes use of a novel subprotocol for converting an additive secret sharing over a field to a multiplicative secret sharing, and can be used to securely evaluate any n-variate polynomial G over a field F, with inputs restricted to non-zero elements of F. The communication complexity of our protocol is O(ℓ · n 2) field elements, where ℓ is the number of non-linear monomials in G. Previous protocols in the trusted setup model require communication proportional to the number of multiplications in an arithmetic circuit for G; thus, our protocol may offer savings over previous protocols for functions with a small number of monomials but a large number of multiplications.

Decomposition construction for secret sharing schemes with graph access structures in polynomial time

The purpose of this paper is to describe a new decomposition construction for perfect secret sharing schemes with graph access structures. The previous decomposition construction proposed by Stinson is a recursive method that uses small secret sharing schemes as building blocks in the construction of larger schemes. When the Stinson method is applied to the graph access structures, the number of such “small” schemes is typically exponential in the number of the participants, resulting in an exponential algorithm. Our method has the same flavor as the Stinson decomposition construction; however, the linear programming problem involved in the construction is formulated in such a way that the number of “small” schemes is polynomial in the size of the participants, which in turn gives rise to a polynomial time construction. We also show that if we apply the Stinson construction to the “small” schemes arising from our new construction, both have the same information rate.