Dans un environnement ouvert tel que l'Internet, les interlocuteurs sont parfois inconnus et toujours dématérialisés. Les concepts et les technologies de la confiance numérique et de la sécurité informatique doivent se combiner pour permettre un contrôle d'accès en environnement ouvert. Dans nos travaux, nous nous proposons d'étudier les concepts majeurs de cette problématique, puis de concevoir, et enfin de développer un système fonctionnel, basé sur des standards du contrôle d'accès, pour un environnement ouvert et appliqué à l'Internet. Plus précisément, notre étude consiste à mettre en œuvre une architecture de contrôle d'accès basée sur la confiance numérique. L'élément central de cette architecture est l'environnement utilisateur très riche et déployé en ligne. Cet environnement est doté de trois modules principaux qui permettent à l'utilisateur de mener à bien ses transactions. Ces modules sont le module d'analyse de règlements, le module de récupération de données et le module de validation de règlements. Nous avons élaborés des algorithmes utilisés dans ces modules. L'usage est le suivant. L'utilisateur demande un service à un fournisseur de services, celui-ci analyse la requête de l'utilisateur et extrait le règlement à partir de la base des règles de contrôle d'accès. Cette architecture est conçue à l'aide de modèles de contrôle d'accès basé sur les attributs et le langage XACML. Ce règlement contient des conditions à satisfaire par l'utilisateur pour obtenir le droit d'accès à la ressource demandée. Le module d'analyse de règlement permet à l'utilisateur d'analyser le règlement reçu du fournisseur de service. Cette analyse consiste à vérifier à l'aide d'un algorithme la disponibilité de ses informations auprès de ses sources d'information d'identité de confiance pour le fournisseur de services. Le module de récupération de données permet ensuite à l'utilisateur de récupérer ses certificats. Le module de validation lui permet de tester qu'il satisfait le règlement grâce aux certificats. Si le règlement est satisfait l'utilisateur diffuse ses certificats au fournisseur de service. La conception de ce système repose sur un ensemble de brique technologiques étudiées et décrites dans ces travaux. Ce document débute par une étude des différents cas d'usage dans le domaine des transactions en ligne. Cette étude permet de mettre en évidence la problématique de la gestion des identités numériques en environnement ouvert. Les organisations virtuelles, la notion de partenariat et la confiance sont des éléments clés qui entrent dans la conception des systèmes de contrôle d'accès basé sur la confiance. Une première étude d'un ensemble de modèles de contrôle d'accès nous permet de dégager le modèle ABAC et le langage XACML pour la conception de notre système. Dans un second temps, nous concevons le modèle de données de notre système de contrôle d'accès distribué et nous présentons et évaluons les algorithmes clés. Ensuite, nous concevons une architecture protocolaire satisfaisant les besoins d'interopérabilité entre les différentes entités impliquées. Il s'agit de protocoles permettant d'établir une session auprès d'un système, permettant de véhiculer un règlement de contrôle d'accès et permettant d'obtenir et de diffuser des informations entre tiers de confiance. La dernière partie est consacrée à l'implémentation réalisée en langage python et en utilisant le « framework » de développement Web Django / In an open environment such as the Internet, the interlocutors are sometimes unknown and always dematerialized. The concepts and the technologies of the digital confidence and the IT security have to harmonize to allow an access control in open environment. In our works, we suggest studying the major concepts of this problem, then designing, and finally developing a functional system, based on standards of the access control, for an environment open and applied to the Internet. More exactly, our study consists in implementing architecture of access control based on the digital confidence. The central element of this architecture is the on-line very rich and spread user environment. This environment is endowed with three main modules which allow the user to bring to a successful conclusion his transactions. These modules are the module of analysis of regulations, the module of data recovery and the module of validation of regulations. We developed algorithms used in these modules. The use is the following one. The user asks for a service in a service provider, this one analyzes the request of the user and extracts the regulation from the basis of the rules of access control. This architecture is designed by means of models of access control based on the attributes and the language XACML. This payment contains conditions to be satisfied by the user to obtain the access right in the wanted resource. The module of analysis of payment allows the user to analyze the regulation received from the supplier of service. This analysis consists in verifying by means of an algorithm the availability of its information with its information sources of reliable identity for the service provider. The module of data recovery allows then the user to get back its certificates. The module of validation allows him to test that it satisfies the payment thanks to certificates. If the payment is satisfied the user spreads his certificates to the supplier of service. The design of this system rests on a set of brick technological studied and described in these works. This document begins with a study of the various cases of use in the field of the on-line transactions. This study allows to highlight the problem of the management of the digital identities in open environment. The virtual organizations, the notion of partnership and the confidence are key elements which enter the conception of the systems of access control based on the confidence. A first study of a set of models of access control allows us to clear the model ABAC and the language XACML for the design of our system. Secondly, we conceive the model of data of our system of distributed access control and we present and estimate the key algorithms. Then, we conceive formal architecture satisfying the needs for interoperability between the various implied entities. It is about protocols allowing to establish a session with a system, allowing to convey a payment of access control and allowing to obtain and to spread information between trusted third party. The last part is dedicated to the implementation realized in language Python and by using the "framework" of Web development Django

The purpose of this thesis is to investigate the implementation of digital authorization for computer systems, specifically how to implement an efficient and secure authorization engine that uses policies and attributes to calculate authorization. The architecture for the authorization engine is discussed, the efficiency of the engine is characterized by various tests, and the security model is reviewed against other presently existing models. The resulting efforts showed an increase in efficiency of almost two orders of magnitude, along with a reduction in the amount of processing power required to run the engine. The main focus of the work is how to provide precise, performant authorization using policies and attributes in a way that does not require the authorization engine to break domain boundaries by directly accessing data stores. Specifically, by pushing attributes from source domains into the authorization service, domains do not require the authorization service to have access to the data stores of the domain, nor is the authorization service required to have credentials to access data via APIs. This model also allows for a significant reduction in data motion as attributes need only be sent over the network once (when the attribute changes) as opposed to every time that the engine needs the attribute or every time that an attribute cache needs to be refreshed, resulting in a more secure way to store attributes for authorization purposes.

Les réseaux sociaux d’entreprise (RSE) ont révolutionné la collaboration entre les organisations professionnelles. Grâce aux RSEs, les contraintes classiques de mobilité, de procédures compliquées d’échange de services et de manque de flexibilité et de communication en matière de cercles collaboratifs ne sont plus d’actualité. Dans cette thèse, nous avons travaillé sur le projet OpenPaaS RSE. Principalement nous nous sommes focalisés sur la partie gestion du contrôle d’accès, qui nous a conduit vers d’autres besoins, à savoir la gestion des identités numériques et leurs supervisions. Nous avons travaillé en premier lieu sur la gestion de l’authentification des identités numériques au sein de communautés de collaboration regroupant des entreprises hétérogènes en matière de gestion de l’authentification. Pour cela, nous avons proposé une architecture de fédération interopérable en matière de gestion de l’authentification, permettant ainsi à chaque entreprise de préserver son mécanisme d’authentification (propre) et aux acteurs de procéder à une authentification unique. Nous nous sommes ensuite concentrés sur la gestion des accréditations des identités numériques (i.e. contrôle d’accès). Sur cet aspect, nous avons proposé un mécanisme flexible de contrôle d’accès basé sur un ensemble d’attributs identitaires, que nous avons conçu sur la base d’un langage formel fondé sur la logique temporelle Event-Calculus. Nous sommes ainsi en mesure de rendre le partage de ressources fluide et agile, et par ailleurs capables de gérer des autorisations temporaires (i.e. les délégations). La fluidité et l’agilité du partage sont dues au fait que nous avons modélisé notre mécanisme de contrôle d’accès de telle sorte que le partage soit basé principalement sur les acteurs de collaboration (i.e. user-centric), et ce de la manière la plus simple possible. En outre, le formalisme logique nous a permis de vérifier automatiquement la cohérence des politiques notamment celles liées au partage de ressources. Notre système de contrôle d’accès donne aux entreprises le pouvoir de contrôler de manière abstraite les politiques de partage de ressources définies à l’échelle des acteurs, et ce grâce à des politiques fondées sur un mécanisme de gestion du risque qui émane des requêtes externes de demande d’accès. Les politiques basées sur le risque sont combinées avec les politiques de partage. Dans notre mécanisme de gestion du risque, nous nous sommes basés sur les standards liés au risque (définis par le NIST) que nous avons alignés avec des paramètres pertinents pour le contrôle d’accès dans le contexte RSE. Notre gestion dynamique du risque inclut en effet les paramètres suivants : l’importante de chaque ressource collaborative, les vulnérabilités des systèmes d’authentification utilisés pour authentifier les acteurs au sein d’une communauté et la confiance reflétée à travers le comportement de chaque acteur de collaboration. Sur ce dernier aspect de confiance, nous avons procédé à une évaluation de la confiance numérique à travers le cumul de réputations basé sur l’historique d’interactions collaboratives de chaque sujet. Enfin, nous avons développé ces différents modules de sécurité orientés pour le contrôle d’accès dans les environnements collaboratifs socioprofessionnels, et nous les avons intégrés au prototype du RSE OpenPaaS / Enterprise social networks (ESN) have revolutionized collaboration between professional organizations. By means of an ESN, conventional mobility constraints, complex procedures for services exchange and the lack of flexibility and communication are no longer concerns. In this thesis we have worked on the project OpenPaaS ESN. Mainly we focused on the management of the access control, which led us to other needs, namely the management of digital identities and their monitoring. We worked primarily on managing the authentication of digital identities within collaborative communities made of heterogeneous enterprises regarding authentication management systems. For this, we have proposed an interoperable architecture for managing federated authentication, allowing thus each enterprise to preserve its (own) authentication mechanism and each principal to perform a single sign on authentication regarding different enterprises. Further, we focused on the management of digital identities accreditations, i.e. Access Control. On this aspect, we have proposed a flexible access control model based on a set of identity attributes. We developed this model on the basis of a formal language based on temporal logic, namely the Event-Calculus logic. We were thus able to make the sharing of resources fluid and agile, and also able to handle temporary authorizations, i.e. delegations. The fluidity and agility of the shares is due to the user-centric resources’ sharing in a straightforward manner. In addition, the logical formalism has allowed us to automatically check the access control policies consistency. For enterprises, our access control system gives them the ability to control the user-centric sharing policies through policies based on a risk management mechanism, which make our access control mechanism dynamic. The risk mechanism is based on the NIST’s risk definition with an alignment with a set of parameters that include access control in the ESN context. More precisely, the dynamic risk management includes, the collaborative resource’s importance, the authentication system’s vulnerabilities and trust level reflected through the behavior of each collaborative actor. On this latter aspect of trust, we made an evaluation of trust through the computation of reputation scores based on the history of collaborative interactions of each subject of collaboration. Finally, we have implemented all those security modules and integrate them as a prototype into OpenPaaS ESN.

Dans un environnement ouvert tel que l'Internet, les interlocuteurs sont parfois inconnus et toujours dématérialisés. Les concepts et les technologies de la confiance numérique et de la sécurité informatique doivent se combiner pour permettre un contrôle d'accès en environnement ouvert. Dans nos travaux, nous nous proposons d'étudier les concepts majeurs de cette problématique, puis de concevoir, et enfin de développer un système fonctionnel, basé sur des standards du contrôle d'accès, pour un environnement ouvert et appliqué à l'Internet. Plus précisément, notre étude consiste à mettre en œuvre une architecture de contrôle d'accès basée sur la confiance numérique. L'élément central de cette architecture est l'environnement utilisateur très riche et déployé en ligne. Cet environnement est doté de trois modules principaux qui permettent à l'utilisateur de mener à bien ses transactions. Ces modules sont le module d'analyse de règlements, le module de récupération de données et le module de validation de règlements. Nous avons élaborés des algorithmes utilisés dans ces modules. L'usage est le suivant. L'utilisateur demande un service à un fournisseur de services, celui-ci analyse la requête de l'utilisateur et extrait le règlement à partir de la base des règles de contrôle d'accès. Cette architecture est conçue à l'aide de modèles de contrôle d'accès basé sur les attributs et le langage XACML. Ce règlement contient des conditions à satisfaire par l'utilisateur pour obtenir le droit d'accès à la ressource demandée. Le module d'analyse de règlement permet à l'utilisateur d'analyser le règlement reçu du fournisseur de service. Cette analyse consiste à vérifier à l'aide d'un algorithme la disponibilité de ses informations auprès de ses sources d'information d'identité de confiance pour le fournisseur de services. Le module de récupération de données permet ensuite à l'utilisateur de récupérer ses certificats. Le module de validation lui permet de tester qu'il satisfait le règlement grâce aux certificats. Si le règlement est satisfait l'utilisateur diffuse ses certificats au fournisseur de service. La conception de ce système repose sur un ensemble de brique technologiques étudiées et décrites dans ces travaux. Ce document débute par une étude des différents cas d'usage dans le domaine des transactions en ligne. Cette étude permet de mettre en évidence la problématique de la gestion des identités numériques en environnement ouvert. Les organisations virtuelles, la notion de partenariat et la confiance sont des éléments clés qui entrent dans la conception des systèmes de contrôle d'accès basé sur la confiance. Une première étude d'un ensemble de modèles de contrôle d'accès nous permet de dégager le modèle ABAC et le langage XACML pour la conception de notre système. Dans un second temps, nous concevons le modèle de données de notre système de contrôle d'accès distribué et nous présentons et évaluons les algorithmes clés. Ensuite, nous concevons une architecture protocolaire satisfaisant les besoins d'interopérabilité entre les différentes entités impliquées. Il s'agit de protocoles permettant d'établir une session auprès d'un système, permettant de véhiculer un règlement de contrôle d'accès et permettant d'obtenir et de diffuser des informations entre tiers de confiance. La dernière partie est consacrée à l'implémentation réalisée en langage python et en utilisant le " framework " de développement Web Django

Securing information systems from cyber attacks, malware and internal cyber threats is a difficult problem. Attacks on authentication and authorization (access control) is one of the more predominant and potentially rewarding attacks on distributed architectures. Attribute-Based Access Control (ABAC) is one of the more recent mechanisms to provide access control capabilities. ABAC combines the strength of cryptography with semantic expressions and relational assertions. By this composition, a powerful grammar is devised that can not only define complex and scalable access control policies, but defend against attacks on the policy itself. This thesis demonstrates how ABAC can be used as a primary access control solution for enterprise and commercial applications. / Graduate / 0984 / djbchepe@gmail.com

Les systèmes de gestion de la sécurité (SGS) font le lien entre les exigences de sécurité et le domaine d'application technique. D'un côté, le SGS doit permettre à l'administrateur sécurité de traduire les exigences de sécurité en configurations de sécurité (appelé ici le processus de déploiement). De l'autre, il doit lui fournir des mécanismes de supervision (tels que des SIEM, IDS, fichiers de logs, etc.) afin de vérifier que l'état courant du système est toujours conforme aux exigences de sécurité (appelé ici processus de supervision). Aujourd'hui, garantir que les exigences de sécurité sont respectées nécessite une intervention humaine. En effet, les processus de déploiement et de supervision ne sont pas reliés entre eux. Ainsi, les SGS ne peuvent garantir que les exigences de sécurité sont toujours respectées lorsque le comportement du système change. Dans le cadre du projet européen PREDYKOT, nous avons tenté de boucler la boucle de gestion en intégrant les informations sur le changement de comportement du système et en les injectant dans le processus de déploiement. Cela permet de faire appliquer des mesures de sécurité dynamiques en fonction des changements de comportement du système. Toutefois, il existe diverses approches pour exprimer et mettre en œuvre des politiques de sécurité. Chaque solution de gestion est dédiée à des problématiques de gestion des autorisations ou à celles des configurations de sécurité. Chaque solution fournit son propre langage de politique, son propre modèle architectural et son propre protocole de gestion. Or, il est nécessaire de gérer à la fois les autorisations et les configurations de sécurité de manière unifiée. Notre contribution porte principalement sur trois points : Le retour d'information de supervision : Le processus de supervision capture le comportement dynamique du système au travers d'évènements. Chaque évènement transporte peu de sens. Nous proposons de considérer non pas les évènements individuellement mais de les agréger pour former des situations afin d'amener plus de sémantique sur l'état du système. Nous utilisons ce concept pour relier les exigences de sécurité, les changements dans le système et les politiques de sécurité à appliquer. Un nouvel agent, appelé gestionnaire de situations, est responsable de la gestion du cycle de vie des situations (début et fin de situation, etc.) Nous avons implanté cet agent grâce à la technologie de traitement des évènements complexes. Expression de la politique : Nous proposons d'utiliser le concept de situation comme élément central pour exprimer des politiques de sécurité dynamiques. Les décisions de sécurité peuvent être alors automatiquement dirigées par les situations sans avoir besoin de changer la règle courante. Nous appliquons l'approche de contrôle d'accès à base d'attributs pour spécifier nos politiques. Cette approche orientée par les situations facilite l'écriture des règles de sécurité mais aussi leur compréhension. De plus, ces politiques étant moins techniques, elles sont plus proches des besoins métiers. L'architecture de gestion : Nous présentons une architecture de gestion orientée événement qui supporte la mise en œuvre de politiques de sécurité dirigées par les situations. Considérer les messages de gestion en terme d'évènements, nous permet d'être indépendant de tout protocole de gestion. En conséquence, notre architecture couvre de manière unifiée les approches de gestion des autorisations comme des configurations (obligations) selon les modèles de contrôle de politiques en externalisation comme en approvisionnement. De plus, les agents de gestion sont adaptables et peuvent être dynamiquement améliorés avec de nouvelles fonctionnalités de gestion si besoin. Notre cadriciel a été complètement implanté et est conforme au standard XACMLv3 d'OASIS. Enfin, nous avons évalué la généricité de notre approche à travers quatre scénarii. / A Security Management System (SMS) connects security requirements to the technical application domain. On the one hand, an SMS must allow the security administrator/officer to translate the security requirements into security configurations that is known as the enforcement process. On the other hand, it must supply the administrator/officer with monitoring features (SIEM, IDS, log files, etc.) to verify that the environments' changes do not affect the compliance to the predefined security requirements known as the monitoring process. Nowadays, guarantying security objectives requires a human intervention. Therefore, the SMS enforcement process is disconnected from the monitoring process. Thus, an SMS cannot dynamically guarantee that security requirements are still satisfied when environment behavior changings are observed. As part of the European project PREDYKOT, we have worked on closing the management loop by establishing a feedback on the dynamic behavior, captured from the environment, to impact the enforcement process. As a result, expressing and applying a dynamic security policy will be possible. However, many policy expression and enforcement approaches exist currently. Each security management solution is dedicated to some specific issues related to authorization or to system/network management. Each solution provides a specific policy language, an architectural model and a management protocol. Nevertheless, closing the management loop implies managing both authorizations and system/network configurations in a unified framework. Our contribution tackles the following three main issues: Feedback: The monitoring process captures the highly dynamics of the behavior through events. However, each event is not semantically associated with other events. We propose to get more semantics about behavior's changings thus introducing the concept of "situation" to be dealt with in security management applications. This concept aggregates events and links relevant security requirements, relevant behavior changes, and relevant policy rules. A new management agent, called the situation manager, has been added. The latter is responsible for the management process of the situations lifecycle (situation beginning and ending, etc.). We implement this software module using the complex event processing technology. Policy Expression: We propose to specify dynamic security policies oriented by situations. By doing so, the expression of the security policy rules becomes simpler to understand, easier to write and closer to the business and security needs. Hence, each relevant situation orients automatically the policy evaluation process towards a new dynamic decision that doesn't require updating the policy rules. We apply the attribute-based expression approach because of its ability to represent everything through attribute terms, which is a flexible way to express our dynamic policy rules. Enforcement Architecture: we propose a unified and adaptive architecture that supports situations-oriented policies enforcement. We choose to build an event-driven architecture. Exchanging management messages in terms of events allows our architecture to be independent from the management protocols. Thus, it covers in a unified way authorizations as well as configurations management approaches considering both provisioning and outsourcing policy control models. In addition, management agents are adaptable and can be upgraded dynamically with new management functionalities. Our framework has been implemented and is compliant with the OASIS XACMLv3 standard. Finally, we evaluated our contributed according to four different scenarios to prove its generic nature.

Cloud computing is becoming increasingly popular among all types of companies due to its inherent benefits. However, because of its infrastructure, it might be difficult to manage access rights between users and resources. To address these difficulties, Amazon Web Services (AWS) provides Identity and Access Management (IAM) and features that support the use of different access control models, for example, Role-based Access Control (RBAC) and Attribute-based Access Control (ABAC). Access control models are used for authorisation within systems to decide who gets access to what. Therefore, to determine what constitutes an efficient (the average time it takes to perform a task in AWS IAM) and secure access control model, a thorough study of background material and related work was conducted. Through this study, it was found that RBAC lacked scalability whilst ABAC lacked administrative capabilities. It was also found that flexibility and scalability were two important factors when designing access control models. Furthermore, by conducting a survey and designing an access control model for AWS through various iterations, a new access control model called Entity-centric Attribute- & Role-based Access Control (EARBAC) was developed. In an experiment comparing it with the RBAC model, the EARBAC model was found to be both efficient and secure, in addition to its flexibility and scalability. Furthermore, EARBAC was also found to be 27% faster than RBAC in AWS IAM. These results suggest that the model is useful when developing cloud infrastructures in AWS.

Research was performed at a pilot-scale wastewater treatment plant operating an adsorption/bio-oxidation (A/B) process at 20C. The study compared B-Stage performance under DO Control, Ammonia Based Aeration Control (ABAC), and Ammonia vs. NOx (AvN) control. AvN in 1) fully-intermittent and 2) intermittently-aerated MLE configurations was compared to DO Control and ABAC, each with continuous aeration, in an MLE configuration. The study also examined operation of each aeration strategy with two different feed types: A-Stage effluent (ASE) and primary clarifier effluent (PCE). Operating modes were compared on the basis of nitrogen removal performance, COD utilization efficiency for denitrification, and alkalinity consumption. AvN was found to provide comparable nitrogen removal performance to DO Control and ABAC. The highest nitrogen removal performance was seen when operating DO Control (81.4 ± 1.2%) and ABAC (81.1 ± 1.2%) with PCE. High nitrogen removal efficiency (77.5 ± 6.1%) was seen when fully-intermittent AvN operation was fed ASE containing a high particulate COD fraction. A high effluent nitrite accumulation ratio (NAR = NO2-/(NO2-+NO3-)) was seen during this period (46 ± 15%) accompanied by the out-selection of Nitrospira. Feeding effluent from AvN control to an Anammox MBBR improved removal efficiency. Increased soluble COD loading resulted in greater nitrogen removal with strategies operating in an MLE configuration while particulate COD was found to be important for processes where removal was designed to occur in downstream reactors. Efficiency of COD for denitrification was found to vary based on the amount and type of influent COD; however AvN in an MLE configuration was found to use COD more efficiently than fully-intermittent AvN. In either configuration, AvN required less alkalinity addition than DO Control or ABAC. High sCOD concentrations in PCE led to increased nutrient removal as compared to ASE but increased heterotrophic growth and mixed liquor concentrations in the B-Stage making the A-Stage an attractive option for its ability to control the C/N ratio fed to BNR processes. / Master of Science