One of the most crucial factors that e-commerce protocols should address is a fair exchange. In this research, an advanced method of cryptography coupled with the pay per use technique is used. A new electronic commerce protocol for the exchange of commodities is introduced. The proposed new protocol guarantees both features while addressing the main drawbacks associated with other related protocols. The new suggested e-commerce protocol is composed of two stages: pre-exchange and exchange stages. When the suggested new protocol is analysed with scrupulous protocol analysis, it attains fair exchange and a secure method of payment. The suggested new e-commerce protocol is more efficient than other related existing protocols. In this research “protocol prototype” and “model checking” is used for the purpose of authentication. The protocol prototype verifies that the suggested new protocol is executable when it's used in a real context. By experimental designs, this research shows the length of asymmetric keys as the biggest element that affects the efficiency of the protocol. When model-checking is applied in this protocol, the outcome indicates that the suggested protocol achieves the required features of fairness. Protocol extensions give those involved in the protocol the capacity to be resilient to failure. By using three methods of authentication, this research confirms that the new proposed protocol is well formulated. The work reported in this thesis first study the existing fair exchange protocols that solve the fairness problem. Then, propose more efficient protocol to solve the fairness problem. The original idea in this thesis is to reduce the communication overheads, risks and solve the bottleneck problems in the protocols that involve an online TTP.

Les protocoles d'échange d'informations représentent un des grands domaines actuels de recherche en sécurité informatique, et sont entre autres à la base des mécanismes de commerce électronique. Ils sont par exemple nécessaires à la réalisation d'un achat en ligne, à la signature d'un contrat électronique et au courrier électronique recommandé. Dans ces exemples, les échanges d'informations consistent à échanger respectivement un objet électronique contre un paiement, des signatures digitales sur un même contrat, et un courrier électronique contre un accusé de réception. Informellement, un protocole mettant en oeuvre de tels types d'échanges est dit équitable si et seulement si à la fin du protocole soit l'échange d'information a eu lieu, soit aucune information (même en partie) n'a été échangée. Afin d'assurer cette propriété d'équité de manière efficace, et d'éviter ainsi des éventuels comportements malhonnêtes de la part des participants à l'échange d'informations qui chercheraient à nuire au bon déroulement du protocole, une tierce partie de confiance est utilisée. Un des buts de cette thèse est de discerner les tâches devant être assurées par une telle tierce partie de confiance et développer des méthodes permettant d'en minimiser le nombre et l'importance, afin de limiter la confiance que les entités effectuant l'échange doivent porter à cette tierce partie. Pour cela, nous identifions tout d'abord de manière générique quels sont ces types de tâches, puis nous analysons sous ce point de vue les principaux protocoles ayant été proposés dans la littérature. Cette démarche nous conduit ensuite naturellement à nous pencher sur les relations de confiance entre les participants à un protocole d'échange. Ce type de relations est particulièrement significatif pour des protocoles à plus de deux participants. Enfin, dans ce travail, nous observons à la lumière des aspects de confiance, les différentes propriétés propres aux protocoles d'échange, et nous proposons plusieurs nouveaux protocoles ayant des besoins en confiance limités.

Les protocoles d'échange d'informations représentent un des grands domaines actuels de recherche en sécurité informatique, et sont entre autres à la base des mécanismes de commerce électronique. Ils sont par exemple nécessaires à la réalisation d'un achat en ligne, à la signature d'un contrat électronique et au courrier électronique recommandé. Dans ces exemples, les échanges d'informations consistent à échanger respectivement un objet électronique contre un paiement, des signatures digitales sur un même contrat, et un courrier électronique contre un accusé de réception.<p><p>Informellement, un protocole mettant en oeuvre de tels types d'échanges est dit équitable si et seulement si à la fin du protocole soit l'échange d'information a eu lieu, soit aucune information (même en partie) n'a été échangée. Afin d'assurer cette propriété d'équité de manière efficace, et d'éviter ainsi des éventuels comportements malhonnêtes de la part des participants à l'échange d'informations qui chercheraient à nuire au bon déroulement du protocole, une tierce partie de confiance est utilisée.<p><p>Un des buts de cette thèse est de discerner les tâches devant être assurées par une telle tierce partie de confiance et développer des méthodes permettant d'en minimiser le nombre et l'importance, afin de limiter la confiance que les entités effectuant l'échange doivent porter à cette tierce partie. Pour cela, nous identifions tout d'abord de manière générique quels sont ces types de tâches, puis nous analysons sous ce point de vue les principaux protocoles ayant été proposés dans la littérature.<p><p>Cette démarche nous conduit ensuite naturellement à nous pencher sur les relations de confiance entre les participants à un protocole d'échange. Ce type de relations est particulièrement significatif pour des protocoles à plus de deux participants.<p><p>Enfin, dans ce travail, nous observons à la lumière des aspects de confiance, les différentes propriétés propres aux protocoles d'échange, et nous proposons plusieurs nouveaux protocoles ayant des besoins en confiance limités.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation Informatique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Consumers of digital contents are empowered with numerous technologies allowing them to produce perfect copies of these contents and distribute them around the world with little or no cost. To prevent illegal copying and distribution, a technology called Digital Rights Management (DRM) is developed. With this technology, consumers are allowed to access digital contents only if they have purchased the corresponding licenses from license issuers. The problem, however, is that those consumers are not allowed to resell their own licenses- a restriction that goes against the first-sale doctrine. Enabling a consumer to buy a digital license directly from another consumer and allowing the two consumers to fairly exchange the license for a payment are still an open issue in DRM research area. This thesis investigates existing security solutions for achieving digital license reselling and analyses their strengths and weaknesses. The thesis then proposes a novel Reselling Deal Signing (RDS) protocol to achieve fairness in a license reselling. The idea of the protocol is to integrate the features of the concurrent signature scheme with functionalities of a License Issuer (LI). The security properties of this protocol is informally analysed and then formally verified using ATL logic and the model checker MOCHA. To assess its performance, a prototype of the RDS protocol has been developed and a comparison with related protocols has been conducted. The thesis also introduces two novel digital tokens a Reselling Permission (RP) token and a Multiple Reselling Permission (MRP) token. The RP and MRP tokens are used to show whether a given license is single and multiple resalable, respectively. Moreover, the thesis proposes two novel methods supporting fair and secure digital license reselling. The first method is the Reselling Deal (RD) method which allows a license to be resold once. This method makes use of the existing distribution infrastructure, RP, License Revocation List (LRL), and three protocols: RDS protocol RD Activation (RDA) protocol, and RD Completion (RDC) protocol. The second method is a Multiple License Reselling (MLR) method enabling one license to be resold N times by N consumers. The thesis presents two variants of the MLR method: RRP-MR (Repeated RP-based Multi-Reselling) and HC-MR (Hash Chain-based Multi-Reselling). The RRP-MR method is designed such that a buyer can choose to either continue or stop a multi-reselling of a license. Like the RD method, the RRP-MR method makes use of RP, LI, LRL, and the RDS, RDA, and RDC protocols to achieve fair and secure reselling. The HC-MR method allows multiple resellings while keeping the overhead on LI at a minimum level and enable a buyer to check how many times a license can be further resold. To do so, the HC-MR utilises MRP and the hash chain cryptographic primitive along with LRL, LI and the RDS, RDA and RDC protocols. The analysis and the evaluation of these three methods have been conducted. While supporting the license reselling, the two methods are designed to prevent a reseller from (1) continuing using a resold license, (2) reselling a non-resalable license, and (3) reselling one license a unauthorised number of times. In addition, they enable content owners of resold contents to trace a buyer who has violated any of the usage rights of a license bought from a reseller. Moreover, the methods enable a buyer to verify whether a license he is about to buy is legitimate for re-sale. Furthermore, the two methods support market power where a reseller can maximise his profit and a buyer can minimise his cost in a reselling process. In comparison with related works, our solution does not make use of any trusted hardware device, thus it is more cost-effective, while satisfying the interests of both resellers and buyers, and protecting the content owner's rights.