Université de Rennes Achieving practical post-quantum threshold signatures from lattices Constructions pratiques de signature à seuil post-quantique à partir de réseaux euclidiens Signature à seuilRéseaux euclidiensRobustesseML-DSA Threshold signaturesLatticesRobustnessML-DSA Cryptographie post-quantique Signatures électroniques La cryptographie post-quantique a gagné en importance ces dernières années, motivée par la menace que les ordinateurs quantiques font peser sur les systèmes cryptographiques classiques . Bien que le NIST ait standardisé plusieurs schémas de chiffrement à clé publique et de signature numérique post-quantiques, il subsiste un fossé important dans notre compréhension des primitives cryptographiques avancées dans ce contexte. Parmi celles-ci, les signatures à seuil se distinguent comme une primitive particulièrement importante ; elles permettent à un groupe de participants de produire conjointement une signature valide, offrant ainsi une résilience face aux défaillances et au compromis partiel. Alors que les schémas de signature à seuil classiques ont atteint un stade de maturité et sont déployés, le développement de schémas de signature à seuil post-quantiques pratiques demeure un défi ouvert. Les constructions proposées manquent souvent de robustesse face aux participants malveillants, d'une génération de clé distribuée efficace, et de compatibilité avec les standards émergents. Cette thèse fournit une boîte à outils complète pour la conception et le déploiement de signatures à seuil pratiques basées sur les réseaux euclidiens. Premièrement, nous établissons les fondations de la robustesse, en introduisant des techniques de génération de clé distribuée et de signature qui garantissent la création d'une signature valide même en présence de participants malveillants. Ensuite, nous nous tournons vers un protocole radicalement plus efficace, permettant l'identification des abandons (identifiable aborts), une propriété qui permet de détecter les comportements malveillants plutôt que de les prévenir. Finalement, nous présentons de nouvelles idées pour répondre au défi de compatibilité avec les standards, en présentant la première version à seuil pratique de ML-DSA. Post-quantum cryptography has gained momentum in recent years, motivated by the threat that quantum computers pose to widely deployed classical public-key cryptography. While NIST has standardized several post-quantum public-key encryption and digital signature schemes, many advanced cryptographic primitives remain less well understood in the post-quantum setting. Among these, threshold signatures are particularly important: they enable a group of participants to jointly produce a valid signature, providing resilience against faults and partial compromise of the system. Classical threshold signature schemes are mature and are getting widely adopted, but the development of practical post-quantum threshold signature schemes remains an open challenge. Proposed constructions often lack robustness against malicious participants, efficient distributed key generation, and compatibility with emerging standards. This thesis develops a toolkit for designing and deploying practical, lattice-based threshold signatures. First, we establish a foundation for robustness, introducing techniques for distributed key generation and signing that guarantee the creation of a valid signature even in the presence of malicious participants. Next, we develop a much more efficient protocol that achieves identifiable aborts, a property that detects rather than prevents malicious behavior. Finally, we address standard compatibility by presenting the first practical threshold version of ML-DSA (Dilithium). Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 1781 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/04067ff3-dd0c-4d0a-bc7f-8c9d821fc2f2 Niot Guilhem 1999-06-28 FR 298616769 guilhem@gniot.fr 2026URENS017 http://www.theses.fr/2026URENS017 2026-05-19 Informatique Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiFouquePierre-Alainintervenant_1085216380PrestThomasintervenant_2225885670HofheinzDennisintervenant_5242147216NguyenPhong Q.intervenant_6132613670BoudgoustKatharinaintervenant_7259812234VergnaudDamienintervenant_3113500793LyubashevskyVadimintervenant_4181484277 MATISSEecoleDoctorale_1 267602553 IRISApartenaireRecherche_1 ddc:004 FouquePierre-AlainPrestThomasVergnaudDamienLyubashevskyVadimHofheinzDennisNguyenPhong Q.BoudgoustKatharinaUniversité de RennesMATISSEIRISA ASCII PDF 1824128