S-boxes are key components of many symmetric cryptographic primitives. Among them, some block ciphers and hash functions are vulnerable to attacks based on differential cryptanalysis, a technique introduced by Biham and Shamir in the early 90’s. Resistance against attacks from this family depends on the so-called differential properties of the S-boxes used. When we consider S-boxes as functions over finite fields of characteristic 2, monomials turn out to be good candidates. In this Master’s Thesis, we study the differential properties of a particular family of monomials, namely those with exponent 2ͭᵗ-1 In particular, conjectures from Blondeau’s PhD Thesis are proved. More specifically, we derive the differential spectrum of monomials with exponent 2ͭᵗ-1 for several values of t using a method similar to the proof Blondeau et al. made of the spectrum of x -<img src="http://www.diva-portal.org/cgi-bin/mimetex.cgi?%5Crightarrow" /> x⁷. The first two chapters of this Thesis provide the mathematical and cryptographic background necessary while the third and fourth chapters contain the proofs of the spectra we extracted and some observations which, among other things, connect this problem with the study of particular Dickson polynomials.

The Prague Research Institute owns an self-developed algorithm (so-called 'Castell-fact-algorithm'), which is able to factorize unlimited large integers in an elegant and fast way. Because the experts are ignoring our information about it or even contradicting this fact (saying, 'it is not possible'), we hereby file subsequently another fast-developed, small algorithm as a 'teaser' (the so-called 'Tietken-Castell-Prime-Algorithm'), which can demonstrate the simple, efficient and creative operating principles of the Prague Research Institute. We call this Tietken-Castell-Prime-Algorithm 'creative', because it does not really create and identify prime numbers (at this assignment we are still working), but reach the same effect by a simple indirect procedure: With the assistence of a self-constructing and accumulating register (the so-called 'Tietken-Castell-register') prime numbers can also be a) created as well as b) identified and even big numbers, as far as they are already registered can practically be 'factorized' by reading out their prime-factors inside the register.

El correo electrónico se ha convertido en uno de los métodos de comunicación más importantes para cualquier persona y organización. Sin embargo, los estándares actuales de la industria no ponen énfasis en la seguridad del correo electrónico. Los correos electrónicos pueden ser interceptados fácilmente por otros. Potencialmente, cada correo electrónico no cifrado enviado a través de una red o almacenado en un servidor de correo electrónico puede leerse, copiarse o modificarse. Existe una gran necesidad de entrega segura de correo electrónico. Algunos proveedores de servicios de correo electrónico, como Google, tomaron algunas medidas para mejorar la protección de la privacidad basada en el protocolo https. La principal motivación para https es evitar las escuchas telefónicas y los ataques de hombre en el medio. Esto, proporciona autenticación del sitio web de Gmail y el servidor web asociado con el que se está comunicando, y proporciona cifrado bidireccional de las comunicaciones entre una computadora cliente y el servidor de Gmail. En la práctica, esta es una garantía razonable de que uno se está comunicando con el servidor de Gmail con el que está destinado a comunicarse, así como también asegurar que el contenido de las comunicaciones entre el usuario y el servidor de Gmail no pueda ser leído o falsificado por ningún tercero. Sin embargo, https solo evita que los correos electrónicos sean rastreados durante la transmisión de red. No impide que los administradores del servidor de correo electrónico, o cualquier otra persona que pueda acceder a varios servidores de correo electrónico para leer los mensajes de correo electrónico, porque https no es un cifrado de extremo a extremo. La organización en la que se basa este trabajo tiene más de 30 años en el mercado con las comunicaciones por correo electrónico y SFTP. La tesis identificó problemas de comunicación por correo electrónico y otros protocolos sin asegurar la data enviada, así como en quiénes debían tener acceso a los datos; además, se encontró problemas en la confidencialidad e integridad en la información enviada; finalmente, se requería un diseño de un sistema criptográfico para dotar de seguridad las comunicaciones y así tener acceso a la información desde cualquier lugar, dispositivo, y cualquier momento. La tesis analizó las opciones en el mercado y determinó el uso del estándar PGP como la solución más adecuada para el proyecto. / Email has become one of the most important communication methods for any person and organization. However, current industry standards do not emphasize email security. Emails can be intercepted by others easily. Potentially, every not encrypted email sent over a network or stored on an email server can be read, copied, or modified. There is a great need for safe email delivery. Some email service providers, such as Google, took some steps to improve privacy protection based on the https protocol. The main motivation for https is to prevent wiretapping and the attacks of man in the middle. This provides authentication of the Gmail website and the associated web server with which you are communicating, and provides bidirectional encryption of communications between a client computer and the Gmail server. In practice, this is a reasonable guarantee that one is communicating with the Gmail server with which it is destined to communicate, as well as ensuring that the content of the communications between the user and the Gmail server cannot be read or falsified by any third party. However, https only prevents emails from being tracked during network transmission. It does not prevent email server administrators, or anyone else who can access multiple email servers to read email messages, because https is not end to end encryption. The organization on which this work is based, has been in the market for email and SFTP communications for more than 30 years. The thesis identified communication problems by email and other protocols without securing the data sent, as well as who should have access to the data; Furthermore, confidentiality and integrity problems were found in the information sent. Finally, a cryptographic system design is required to provide security for communications and thus have access to information from any place, device, and at any time. The thesis analyzed the options in the market and determined the use of the PGP standard as the most suitable solution for the project. / Tesis

<div>Multiparty computation refers to a scenario in which multiple distinct yet connected parties aim to jointly compute a functionality. Over recent decades, with the rapid spread of the internet and digital technologies, multiparty computation has become an increasingly important topic. In addition to the integrity of computation in such scenarios, it is essential to ensure that the privacy of sensitive information is not violated. Thus, secure multiparty computation aims to provide sound approaches for the joint computation of desired functionalities in a secure manner: Not only must the integrity of computation be guaranteed, but also each party must not learn anything about the other parties' private data. In other words, each party learns no more than what can be inferred from its own input and its prescribed output.</div><div><br></div><div> This thesis considers secure two-party computation over arithmetic circuits based on additive secret sharing. In particular, we focus on efficient and secure solutions for fundamental functionalities that depend on the equality of private comparands. The first direction we take is providing efficient protocols for two major problems of interest. Specifically, we give novel and efficient solutions for <i>private equality testing</i> and multiple variants of <i>secure wildcard pattern matching</i> over any arbitrary finite alphabet. These problems are of vital importance: Private equality testing is a basic building block in many secure multiparty protocols; and, secure pattern matching is frequently used in various data-sensitive domains, including (but not limited to) private information retrieval and healthcare-related data analysis. The second direction we take towards a performance improvement in equality-based secure two-party computation is via introducing a generic functionality-independent secure preprocessing that results in an overall computation and communication cost reduction for any subsequent protocol. We achieve this by providing the first precise functionality formulation and secure protocols for replacing original inputs with much smaller inputs such that this replacement neither changes the outcome of subsequent computations nor violates the privacy of sensitive inputs. Moreover, our input-size reduction opens the door to a new approach for efficiently solving Private Set Intersection. The protocols we give in this thesis are typically secure in the semi-honest adversarial threat model.</div>

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La cryptographie à base de codes correcteurs, introduite par Robert McEliece en 1978, est un candidat potentiel au remplacement des primitives asymétriques vulnérables à l'émergence d'un ordinateur quantique. Elle possède de plus une sécurité classique éprouvée depuis plus de trente ans, et permet des fonctions de chiffrement très rapides. Son défaut majeur réside dans la taille des clefs publiques. Pour cette raison, plusieurs variantes du schéma de McEliece pour lesquelles les clefs sont plus aisées à stocker ont été proposées ces dernières années. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux variantes utilisant soit des codes alternants avec symétrie, soit des codes de Goppa sauvages. Nous étudions leur résistance aux attaques algébriques et exhibons des faiblesses parfois fatales. Dans chaque cas, nous révélons l'existence de structures algébriques cachées qui nous permettent de décrire la clef secrète par un système non-linéaire d'équations en un nombre de variables très inférieur aux modélisations antérieures. Sa résolution par base de Gröbner nous permet de trouver la clef secrète pour de nombreuses instances hors de portée jusqu'à présent et proposés pour un usage à des fins cryptographiques. Dans le cas des codes alternants avec symétrie, nous montrons une vulnérabilité plus fondamentale du processus de réduction de taille de la clef.Pour un déploiement à l'échelle industrielle de la cryptographie à base de codes correcteurs, il est nécessaire d'en évaluer la résistance aux attaques physiques, qui visent le matériel exécutant les primitives. Nous décrivons dans cette optique un algorithme de déchiffrement McEliece plus résistant que l'état de l'art. / Code-based cryptography, introduced by Robert McEliece in 1978, is a potential candidate to replace the asymetric primitives which are threatened by quantum computers. More generral, it has been considered secure for more than thirty years, and allow very vast encryption primitives. Its major drawback lies in the size of the public keys. For this reason, several variants of the original McEliece scheme with keys easier to store were proposed in the last years.In this thesis, we are interested in variants using alternant codes with symmetries and wild Goppa codes. We study their resistance to algebraic attacks, and reveal sometimes fatal weaknesses. In each case, we show the existence of hidden algebraic structures allowing to describe the secret key with non-linear systems of multivariate equations containing fewer variables then in the previous modellings. Their resolutions with Gröbner bases allow to find the secret keys for numerous instances out of reach until now and proposed for cryptographic purposes. For the alternant codes with symmetries, we show a more fondamental vulnerability of the key size reduction process. Prior to an industrial deployment, it is necessary to evaluate the resistance to physical attacks, which target device executing a primitive. To this purpose, we describe a decryption algorithm of McEliece more resistant than the state-of-the-art.Code-based cryptography, introduced by Robert McEliece in 1978, is a potential candidate to replace the asymetric primitives which are threatened by quantum computers. More generral, it has been considered secure for more than thirty years, and allow very vast encryption primitives. Its major drawback lies in the size of the public keys. For this reason, several variants of the original McEliece scheme with keys easier to store were proposed in the last years.In this thesis, we are interested in variants using alternant codes with symmetries and wild Goppa codes. We study their resistance to algebraic attacks, and reveal sometimes fatal weaknesses. In each case, we show the existence of hidden algebraic structures allowing to describe the secret key with non-linear systems of multivariate equations containing fewer variables then in the previous modellings. Their resolutions with Gröbner bases allow to find the secret keys for numerous instances out of reach until now and proposed for cryptographic purposes. For the alternant codes with symmetries, we show a more fondamental vulnerability of the key size reduction process. Prior to an industrial deployment, it is necessary to evaluate the resistance to physical attacks, which target device executing a primitive. To this purpose, we describe a decryption algorithm of McEliece more resistant than the state-of-the-art.

Le monde de la TV est en cours de transformation de la télévision analogique à la télévision numérique, qui est capable de diffuser du contenu de haute qualité, offrir aux consommateurs davantage de choix, et rendre l'expérience de visualisation plus interactive. IPTV (Internet Protocol TV) présente une révolution dans la télévision numérique dans lequel les services de télévision numérique sont fournis aux utilisateurs en utilisant le protocole Internet (IP) au dessus d’une connexion haut débit. Les progrès de la technologie IPTV permettra donc un nouveau modèle de fourniture de services. Les fonctions offertes aux utilisateurs leur permettent de plus en plus d’autonomie et de plus en plus de choix. Il en est notamment ainsi de services de type ‘nTS’ (pour ‘network Time Shifting’ en anglais) qui permettent à un utilisateur de visionner un programme de télévision en décalage par rapport à sa programmation de diffusion, ou encore des services de type ‘nPVR’ (pour ‘network Personal Video Recorder’ en anglais) qui permettent d’enregistrer au niveau du réseau un contenu numérique pour un utilisateur. D'autre part, l'architecture IMS proposée dans NGN fournit une architecture commune pour les services IPTV. Malgré les progrès rapides de la technologie de télévision interactive (comprenant notamment les technologies IPTV et NGN), la personnalisation de services IPTV en est encore à ses débuts. De nos jours, la personnalisation des services IPTV se limite principalement à la recommandation de contenus et à la publicité ciblée. Ces services ne sont donc pas complètement centrés sur l’utilisateur, alors que choisir manuellement les canaux de diffusion et les publicités désirées peut représenter une gêne pour l’utilisateur. L’adaptation des contenus numériques en fonction de la capacité des réseaux et des dispositifs utilisés n’est pas encore prise en compte dans les implémentations actuelles. Avec le développement des technologies numériques, les utilisateurs sont amenés à regarder la télévision non seulement sur des postes de télévision, mais également sur des smart phones, des tablettes digitales, ou encore des PCs. En conséquence, personnaliser les contenus IPTV en fonction de l’appareil utilisé pour regarder la télévision, en fonction des capacités du réseau et du contexte de l’utilisateur représente un défi important. Cette thèse présente des solutions visant à améliorer la personnalisation de services IPTV à partir de trois aspects: 1) Nouvelle identification et authentification pour services IPTV. 2) Nouvelle architecture IPTV intégrée et comportant un système de sensibilité au contexte pour le service de personnalisation. 3) Nouveau service de recommandation de contenu en fonction des préférences de l’utilisateur et aussi des informations contextes / Internet Protocol TV (IPTV) delivers television content to users over IP-based network. Different from the traditional TV services, IPTV platforms provide users with large amount of multimedia contents with interactive and personalized services, including the targeted advertisement, on-demand content, personal video recorder, and so on. IPTV is promising since it allows to satisfy users experience and presents advanced entertainment services. On the other hand, the Next Generation Network (NGN) approach in allowing services convergence (through for instance coupling IPTV with the IP Multimedia Subsystem (IMS) architecture or NGN Non-IMS architecture) enhances users’ experience and allows for more services personalization. Although the rapid advancement in interactive TV technology (including IPTV and NGN technologies), services personalization is still in its infancy, lacking the real distinguish of each user in a unique manner, the consideration of the context of the user (who is this user, what is his preferences, his regional area, location, ..) and his environment (characteristics of the users’ devices ‘screen types, size, supported resolution, ‘‘ and networks available network types to be used by the user, available bandwidth, ..’) as well as the context of the service itself (content type and description, available format ‘HD/SD’, available language, ..) in order to provide the adequate personalized content for each user. This advanced IPTV services allows services providers to promote new services and open new business opportunities and allows network operators to make better utilization of network resources through adapting the delivered content according to the available bandwidth and to better meet the QoE (Quality of Experience) of clients. This thesis focuses on enhanced personalization for IPTV services following a user-centric context-aware approach through providing solutions for: i) Users’ identification during IPTV service access through a unique and fine-grained manner (different from the identification of the subscription which is the usual current case) based on employing a personal identifier for each user which is a part of the user context information. ii) Context-Aware IPTV service through proposing a context-aware system on top of the IPTV architecture for gathering in a dynamic and real-time manner the different context information related to the user, devices, network and service. The context information is gathered throughout the whole IPTV delivery chain considering the user domain, network provider domain, and service/content provider domain. The proposed context-aware system allows monitoring user’s environment (devices and networks status), interpreting user’s requirements and making the user’s interaction with the TV system dynamic and transparent. iii) Personalized recommendation and selection of IPTV content based on the different context information gathered and the personalization decision taken by the context-aware system (different from the current recommendation approach mainly based on matching content to users’ preferences) which in turn highly improves the users’ Quality of Experience (QoE) and enriching the offers of IPTV services

De plus en plus d’organisations sont informatisées et plus une organisation est grande, plus elle peut être la cible d’attaques via Internet. On note également que les internautes utilisent de plus en plus Internet pour faire des achats sur des sites de commerce électronique, pour se connecter à l’administration en ligne, pour voter de manière électronique, etc. Par ailleurs, certains d’entre eux ont de plus en plus d'équipements électroniques qui peuvent être raccordés à Internet et ce dans divers sites (domicile, voiture, lieu de travail, etc.). Ces équipements forment ce qu’on appelle un réseau personnel qui permet la mise en place de nouvelles applications centrées sur l’internaute. Les fournisseurs de services Internet peuvent ainsi étoffer leurs offres de services en présentant une offre de sécurisation de ce genre de réseau. Selon le rapport du cabinet « Arbor Networks » intitulé « Worldwide Infrastructure Security Report », les menaces identifiées comme les plus sévères sont relatives aux attaques de déni de service distribué. Ce type d’attaque a pour but de rendre indisponible un service en empêchant les utilisateurs légitimes de l'utiliser. Il utilise la technique de l’usurpation d’identité qui consiste en la création de paquets (de type IP, ARP, etc.) avec une adresse source forgée et ce dans le but d’usurper un système informatique ou d’usurper l’identité de l’émetteur. La technique de l’usurpation d’identité permet ainsi de rendre un service indisponible, d’écouter, de corrompre, de bloquer le trafic des internautes ou de nuire au bon fonctionnement des protocoles de routage et des réseaux personnels des clients. De plus, la technique de l’usurpation d’identité est également utilisée pour des activités interdites par la loi « Hadopi » en rigueur en France comme le téléchargement illégal. De ce fait, les fournisseurs de services Internet se doivent de prémunir leurs clients des attaques basées sur la technique de l’usurpation d’identité. Ces dits fournisseurs comptent sur les protocoles de routage qu’ils déroulent pour participer au bon acheminement des données de leurs clients. Cependant, le protocole intra-domaine OSPF et le protocole inter-domaine BGP sont vulnérables aux attaques utilisant la technique de l’usurpation d’identité qui peuvent conduire à l’acheminement des paquets vers des destinataires non légitimes ou au déni de service. Nous proposons donc deux mécanismes dédiés respectivement au protocole intra-domaine OSPF et au protocole inter-domaine BGP. D’une part, afin de protéger les routeurs OSPF contre les attaques utilisant la technique d’usurpation d’identité, nous avons préconisé le stockage de l’identité et du matériel cryptographique dans un coffre-fort électronique que sont les cartes à puce. Les cartes déroulent ensuite un algorithme de dérivation de clés avec les cartes des routeurs voisins ainsi qu’avec celle du routeur désigné. Les clés dérivées entre les cartes à puce servent à signer les messages OSPF et à authentifier le niveau MAC. Nous avons décrit par la suite la plateforme du démonstrateur et les scénarios de tests adoptés pour évaluer les performances de notre prototype et les comparer avec ceux du logiciel Quagga sur la base de trois critères : le temps requis pour traiter une annonce d'état de liens, le temps de convergence ainsi que le temps de re-calcul d’une table de routage après un changement. Ces temps augmentent peu avec l’introduction de la carte à puce implémentant les fonctions de sécurité proposées. Ainsi, cette solution permet de renforcer la sécurité du protocole OSPF avec un impact raisonnable sur les performances. D’autre part, afin de protéger les routeurs BGP contre les attaques utilisant la technique d’usurpation d’identité, nous avons préconisé la « clustérisation » des domaines Internet et la sécurisation des liens entre les clusters ainsi qu’au sein de chacun d’eux grâce aux paradigmes de « web of trust » et de la cryptographie sans certificats […] / More and more organizations are computerized and more an organization is great, plus it can be the target of Internet attacks. Moreover, some of them have a growing number of electronic equipments that can be connected to the Internet from various locations (home, car, workplace, etc.). These devices form a so-called personal area network that allows the development of new applications centered on users. The ISPs can then expand their service offerings by providing a secure supply of such networks. According to the report of the firm “Arbor Networks”, entitled "Worldwide Infrastructure Security Report ", the most severe threats are related to distributed denial of service. This type of attack aims to make available a service by preventing legitimate users from using it. It uses the technique of identity theft that involves the creation of packages (like IP, ARP, etc.) with a forged source address and that in order to usurp the Identity of the issuer or of the computer system. Thus, the technique of identity theft allows to render a service unavailable, to listen, to corrupt, to block traffic from Internet users or to undermine the legitimate operation of routing protocols and personal networks. Moreover, the technique of identity theft is also used for prohibited activities by "HADOPI" law in France and related to illegal downloading issues. Thus, the ISPs have a duty to protect their customers from attacks based on the technique of identity theft. The mechanisms of protection against spoofing attacks for access networks are crucial for customer adoption of new applications offered by Internet service providers. This part of the doctoral thesis is part of the European project “MAGNET Beyond" whose vision is to put into practice the concept of personal networks, with the ultimate objective to design, develop, prototype and validate the concept. In the context of user equipment’s access to the network of an Internet services provider from a public place, we proposed a cross-layer protocol based on the principles of information theory. This protocol fixes the security hole not addressed by other proposals that is the attack of identity theft that occurs at the beginning of communication and thus protects users against the middle man attacks. We proposed that the person who wants to have secure access to the Internet must be on a specific circle has been called "RED POINT" so that the attacker is not able to be on the same circle at the same time. The proposed cross-layer protocol can be divided into three phases: the phase of checking the position of the user, the extraction phase of the shared secret of the physical layer and the phase of the derivation of the shared key at the MAC layer. We subsequently validated our solution through a formal tool AVISPA and presented the results of its implementation. In a private context, communication between devices convey users' personal data which may be confidential, so we must prevent equipment not belonging to the legitimate user to access its network. Thus, we proposed two mechanisms of protection against attacks based on spoofing so that illegitimate equipment is unable to impersonate legitimate equipment. The first phase will be dedicated to personal networks and the second will be dedicated to the particular case of medical networks. Regarding the mechanism dedicated to personal networks, we have proposed the use of a protocol based on out-of-band channel in order to provide certificates to user equipments. We derive bilateral key for personal network’s equipments of the same site and between equipments at remote sites. Concerning the particular case of medical networks, we proposed to cover their deployment phases and their operational phases. This proposal was submitted to the IEEE 802.15.6 working group that conducts research for the standardization of medical networks […]

Cette thèse se concentre sur les problèmes liés à l’authentification dans la technologie RFID. Cette technologie est l’une des technologies les plus prometteuses dans le domaine de l’informatique ubiquitaire, elle est souvent désignée comme la prochaine révolution après Internet. Cependant, à cause des ressources très limitées en termes de calcul, mémoire et énergie sur les étiquettes RFID, les algorithmes classiques de sécurité ne peuvent pas être implémentés sur les étiquettes à bas coût rendant ainsi la sécurité et la vie privée un important sujet de recherche aujourd’hui. Dans un premier temps, nous étudions le passage à l’échelle dans les systèmes RFID à bas coût en développant un module pour ns-3 qui simule le standard EPC Class 1 Generation 2 pour établir un cadre stricte pour l’identification sécurisée des RFID à bas coût, ce qui nous conduit à l’utilisation de la cryptographie à clés publiques. Ensuite, nous proposons un protocole d’authentification basé sur une adaptation que nous avons introduit sur le célèbre cryptosystème NTRU. Ce protocole est spécialement conçu pour les RFID à bas coût comme les étiquettes n’implémentent que des opérations simples (xor, décalages, addition) et il garantit le passage à l’échelle. Enfin, nous considérons l’identification à divulgation nulle de connaissance, ce type d’approches est très utile dans de nombreuses applications RFID. Nous proposons deux protocoles à divulgation nulle de connaissance basés sur cryptoGPS et cryptoGPS randomisé. Ces approches consistent à stocker sur le serveur des coupons pré-calculés, ainsi la sécurité et la vie privée sont mieux supportées que dans les autres approches de ce type / This thesis focuses on issues related to authentication in low-cost radio frequency identification technology, more commonly referred to as RFID. This technology it is often referred to as the next technological revolution after the Internet. However, due to the very limited resources in terms of computation, memory and energy on RFID tags, conventional security algorithms cannot be implemented on low-cost RFID tags making security and privacy an important research subject today. First of all, we investigate the scalability in low-cost RFID systems by developing a ns-3 module to simulate the universal low-cost RFID standard EPC Class-1 Generation-2 in order to establish a strict framework for secure identification in low-cost RFID systems. We show that, the symmetrical key cryptography is excluded from being used in any scalable low-cost RFID standard. Then, we propose a scalable authentification protocol based on our adaptation of the famous public key cryptosystem NTRU. This protocol is specially designed for low-cost RFID systems, it can be efficiently implemented into low-cost tags. Finally, we consider the zero-knowledge identification i.e. when the no secret sharing between the tag and the reader is needed. Such identification approaches are very helpful in many RFID applications when the tag changes constantly the field of administration. We propose two lightweight zero-knowledge identification approaches based on GPS and randomized GPS schemes. The proposed approaches consist in storing in the back-end precomputed values in the form of coupons. So, the GPS-based variant can be private and the number of coupons can be much higher than in other approaches thus leading to higher resistance to denial of service attacks for cheaper tags

Dans cette thèse, nous étudions la sécurité de primitives cryptographiques. Ces systèmes sont fondés sur des transformations utilisant des objets mathématiques représentés de multiples manières. Nous utilisons alors certaines structures inhérentes à leurs composantes, et jusqu'alors non prises en compte, pour mettre en évidence de nouvelles vulnérabilités. Par l'exploitation de diverses représentations, nous avons ainsi cryptanalysé des chiffrements authentifiés de la compétition CAESAR, des chiffrements à flot spécifiques et des constructions génériques. Nous avons donné des critères de conception en vue de la standardisation par le NIST de chiffrements à bas coût. Dans le cas des chiffrements à flot, nous avons défini de nouveaux critères cryptographiques plus pertinents que les critères usuels. Plus précisément, nous analysons la sécurité des chiffrements par bloc légers au regard des récentes attaques par invariant, et nous montrons comment les éviter par un choix approprié de la couche linéaire de diffusion et des constantes de tour. Nous proposons une nouvelle cryptanalyse des registres filtrés, grâce à la décomposition des éléments dans les sous-groupes multiplicatifs du corps fini à 2^n éléments. L'analyse du chiffrement FLIP, mais aussi du générateur pseudo-aléatoire de Goldreich a mis en évidence des faiblesses exploitables dans des attaques de type ``supposer et déterminer'', qui nécessitent la prise en compte de nouveaux critères sur les fonctions booléennes utilisées dans ce contexte. Enfin, nous cryptanalysons une version simplifiée du chiffrement authentifié Ketje en utilisant plusieurs techniques, permettant ainsi d'affiner l'évaluation de sa sécurité. / In this thesis, we study the security of symmetric cryptographic primitives. These systems are based on transformations relying on mathematical objects that can be represented in multiple ways. We then exploit different induced structures to highlight new vulnerabilities. By exploiting various representations, we cryptanalyzed some schemes submitted to the CAESAR competition, and also some dedicated and generic stream ciphers. We exhibited design criteria for lightweight block ciphers in view of the NIST standardization process and in the case of stream ciphers we defined new cryptographic criteria more relevant than the usual ones. More precisely, we study the security of lightweight block ciphers with respect to the recent invariant attacks, and we show how to avoid them with an appropriate choice of the linear layer and the round constants. We propose a new cryptanalysis of the filtered registers, by decomposing elements in the multiplicative subgroups of the finite field with 2^n elements. The analysis of the FLIP cipher, but also of the Goldreich pseudo-random generator, revealed weaknesses that are exploitable in ``guess and determine'' attacks. This leads to new criteria on the Boolean functions used in this context. Finally, we cryptanalyze a weaker version of the authenticated encryption scheme Ketje using several techniques, in order to refine the security evaluation of this cipher.