Cryptographie symétrique, Cryptanalyse, Chiffrement par bloc, AES, Cadencement de clefs, Simon, Simeck, Couche linéaire, Branch number

La cryptographie permet de sécuriser les communications en présence d'un adversaire. Lorsque deux personnes souhaitent communiquer de manière confidentielle, elles se mettent d'accord sur un système de chiffrement, et si ce dernier repose sur le partage d'un secret en commun (la clef), on parle de chiffrement symétrique. La cryptographie symétrique est l'une des plus anciennes formes de cryptographie mais reste néanmoins toujours d'actualité puisqu'elle permet d'allier sécurité et efficacité. La conception et l'analyse de chiffrements symétriques sont donc des problèmes importants pour lesquels nous proposons des contributions dans cette thèse. Premièrement, une nouvelle représentation du cadencement de clef de l'AES est proposée. L'AES est le chiffrement symétrique le plus utilisé de nos jours, il est vivement étudié par la communauté scientifique depuis plus de 20 ans, et les nouvelles propriétés que nous mettons en évidence permettent notamment d'améliorer certaines attaques existantes contre l'AES mais aussi contre d'autres chiffrements, tels que les chiffrements à bas coût MixFeed et ALE. Dans un second temps, nous présentons dans cette thèse un moyen de construire des différentielles et des chemins linéaires dans Simon et Simeck, deux algorithmes de chiffrement à bas coûts. Ces distingueurs nous permettent de proposer des attaques qui améliorent l'état de l'art concernant la cryptanalyse de Simon et Simeck. Enfin, dans la continuité des travaux effectués lors de la conception des chiffrements de type LS-designs et Spook, nous proposons une nouvelle couche linéaire qui est aussi efficace que celle de Spook, mais qui propose un plus haut niveau de sécurité puisque le branch number de celle ci est plus élevé.