Reproduction de : Thèse de doctorat : Archéologie Proche-Orient ancien : Lyon 2 : 2007. Reproduction de : Thèse de doctorat : Storia e Civiltà del Mediterraneo antico : Università degli studi di Pavia : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

In this paper I examine the possibilities of subject authentification, cryptographic methods of authentification in symmetrical and asymmetrical criptology systems (for instance, on-line and off-line regimes authentification; authentification with the participation of a two servers or an arbiter, etc.). Much attention was given to study, analyzing possibilities of computer trespasser to penetrate into the protocol, to deceive the authentification server, to change public key by its own public key, etc. A more detailed study of three protocols was carried out (Feige-Fiat-Shamir, GQ and Schnorr), concrete examples of these protocols are described, and made conclusions about safety of protocols, probability of forgery, on selection of more suitable parameters.

L'authentification homme-machine est une problématique largement développée pour les télécommunications. Une authentification dans le sens "machine-homme" permettra d'assurer l'utilisateur humain assermenté du fonctionnement intègre d'une machine lors, par exemple, d'une session de vote électronique ou d'une vérification d'objet en traçabilité sécurisée. Cette thèse se focalise sur la traçabilité sécurisée sans accès (systématique) à un canal de communication. Nous décrivons différentes techniques d'authentification de produits manufacturés en nous concentrant sur une méthode de caractérisation de motifs imprimés. Pour effectivement authentifier un objet, nous montrons qu'un agent vérifieur doit s'assurer de l'intégrité du tiers et du système électronique utilisée pour la vérification. Cependant l'authenticité du système électronique lui-même reste à vérifier. La question que nous adressons alors est la suivante : comment un être humain peut-il se convaincre de l'intégrité et de l'authenticité d'un système embarqué dans un mode hors ligne ? Nous définissons deux familles de solutions. Dans la première, l'utilisateur fait appel, pour les calculs, à un dispositif auxiliaire tandis que dans la seconde l'utilisateur ne fait usage que d'un papier et d'un crayon. Pour chacune des deux familles, nous proposons un protocole d'authentification d'un système embarqué dont la puce, typiquement un FPGA ou un microcontrôleur, dépend de la configuration ou de la programmation d'une mémoire RAM

Dans notre quotidien, le smartphone est devenu un outil indispensable pour effectuer nos tâches courantes. Accéder à des services en ligne depuis son téléphone mobile est devenu une action commune. Afin de s'authentifier à ces services parfois sensibles, la seule protection est généralement l'usage d'un mot de passe. Ces mots de passe pour être robustes doivent être de plus en plus longs. Ceci représente, sur les téléphones mobiles, une contrainte plus forte que pour les ordinateurs de bureau puisque les claviers tactiles disposent de moins de touches. D'autres méthodes d'authentification ont vu le jour sur téléphones mobiles comme la reconnaissance faciale sur les appareils android ou bien l'empreinte digitale qui gagne le marché des smartphones et même le domaine bancaire avec Apple Pay.Afin de simplifier l'authentification, la biométrie prend une part de plus en plus importante dans l'usage des téléphones mobiles. Au delà des capteurs dédiés à l'acquisition de données biométriques, il est aussi possible d'utiliser l'environnement du téléphone mobile pour authentifier les utilisateurs. Si les méthodes d'authentification tendent à se transformer pour devenir de plus en plus transparentes, cela amène deux questions :Comment utiliser ces nouvelles techniques d'authentification dans les processus actuels d'authentification ?Quels impacts ces nouvelles méthodes peuvent avoir sur la vie privée des utilisateurs ?L'objectif de cette thèse est de proposer des méthodes d'authentification transparentes qui soient respectueuses de la vie privée des utilisateurs tout en permettant leur intégration dans les systèmes actuels d'authentification.Dans le manuscrit de thèse, nous abordons ces deux questions en analysant tout d'abord les travaux existants sur la collecte des données permettant l'authentification sur téléphone mobile. Puis, une fois les données collectées, nous verrons les processus permettant la mise en place d'une authentification respectueuse de la vie privée. Enfin, nous évaluons concrètement ces méthodes d'authentification par la réalisation de prototypes à l'échelle industrielle. / In our daily life, the smartphone became an unavoidable tool to perform our common tasks.Accessing to online services from its mobile phone is an usual action.In order to authenticate to those services, that might be sensitive, the one and only protection is usually a password. Those passwords must be longer and longer to stay robust.This is a bigger constraint on mobile phones than on desktop computers.Other authentication solutions are dedicated to smartphones, like facial recognition on android and now Apple smartphones or the fingerprint that conquier new phones.To ease the authentication process, biometrics is more and more often used on mobile phones. In addition to the dedicated biometric sensors, it is also possible to use the phone environement to authenticate users.However, if authentication methods are becoming more and more transparent, it brings two questions:How to integrate those new methods within the actual authentication framework ?What is the impact of those new methods on users' privacy ?The main goal of the phD is to offers privacy compliant transparent authentication methods while integrating them in current authentication systems.In this document, we evaluates those two questions by first analyzing existing works on the data collection for transparent authentication on mobile phones. Then, once the data are collected, we will see wich process can enable the privacy protection. To conclude, we will evaluates concretly those solutions by building industrial prototypes.

Les logiciels multi-partis sont des applications distribuées sur le web qui mettent en oeuvre des fonctions collaboratives. Ces applications sont les principales cibles des attaquants qui exploitent des vulnérabilités logicielles dans le cadre d'activités malveillantes. Récemment, un type moins connu de vulnérabilité, les anomalies logiques, a attiré l'attention des chercheurs. Sur la base d'informations tirées de la documentation des applications, il est possible d'appliquer deux techniques de test: la vérification du modèle, autrement appelé ``model checking'', et les tests de sécurité de type ``boîte noire''. Le champs d'application du model checking ne prend pas en suffisamment en compte les implémentations actuelles, tandis que les tests de type boîte noire ne sont pas assez sophistiqués pour découvrir les vulnérabilités logique. Dans cette thèse, nous présentons deux techniques d'analyse modernes visant à résoudre les inconvénients de l'état de l'art. Pour commencer, nous présentons la vérification de deux protocoles de sécurité utilisant la technique du model checking. Ensuite, nous nous concentrons sur l'extension du model checking pour soutenir les tests automatisés d'implémentations. La seconde technique consiste en une analyse boîte noire qui combine l'inférence du modèle, l'extraction du processus et du flot de donnée, ainsi qu'une génération de tests basés sur les modèles d'attaque d'une application. En conclusion, nous discutons de l'application de techniques développées au cours de cette thèse sur des applications issues d'un contexte industrielle. / Multi-party business applications are distributed computer programs implementing collaborative business functions. These applications are one of the main target of attackers who exploit vulnerabilities in order to perform malicious activities. The most prevalent classes of vulnerabilities are the consequence of insufficient validation of the user-provided input. However, the less-known class of logic vulnerabilities recently attracted the attention of researcher. According to the availability of software documentation, two testing techniques can be used: design verification via model checking, and black-box security testing. However, the former offers no support to test real implementations and the latter lacks the sophistication to detect logic flaws. In this thesis, we present two novel security testing techniques to detect logic flaws in multi-party business applicatons that tackle the shortcomings of the existing techniques. First, we present the verification via model checking of two security protocols. We then address the challenge of extending the results of the model checker to automatically test protocol implementations. Second, we present a novel black-box security testing technique that combines model inference, extraction of workflow and data flow patterns, and an attack pattern-based test case generation algorithm. Finally, we discuss the application of the technique developed in this thesis in an industrial setting. We used these techniques to discover previously-unknown design errors in SAML SSO and OpenID protocols, and ten logic vulnerabilities in eCommerce applications allowing an attacker to pay less or shop for free.

De nos jours, l'authentification dans les réseaux maillés sans fils fait appel aux certificats ou aux secrets partagés. Dans les environnements sans fils, la gestion des certificats est désavantageuse. En effet, les certificats nécessitent le déploiement d'une infrastructure à clés publiques (ICP) et la définition d'une autorité de certification (AC). La AC définit toute une politique qui permet de contrôler la génération, la transmission et la révocation des certificats. Cette politique ne prend pas en considération les limites en termes de puissance et de mémoire que peuvent avoir les stations des clients dans un réseau maillé. Afin de ne pas utiliser les certificats et ne pas déployer une ICP, nous avons étudié dans cette thèse les utilisations possibles de la cryptographie basée sur l’identité (CBI) pour la définition de nouveaux schémas d’authentification pour les réseaux maillés sans fils. La CBI propose de dériver, directement, la clé publique d’une station à partir de son identité. Par conséquent, nous n’avons plus besoin de passer par des certificats pour associer l’identité de la station à sa paire de clés (publique et privée). Par contre, la CBI définit un générateur de clé privée (GCP) qui gère le calcul des clés privées des différentes stations sur le réseau. Par conséquent, ce GCP est capable de réaliser une attaque d’usurpation d’identité (escroc de clés) à l’encontre de toutes les stations légitimes. Pour diminuer le risque de cette attaque, les chercheurs ont tendance à supposer que le GCP est digne de confiance. Dans cette thèse, nous présentons tout d'abord un protocole d'authentification basée sur l’utilisation conjointe d’un mot de passe et de la CBI. En effet, nous proposons d'utiliser le serveur d’authentification de notre réseau maillé comme GCP. Ensuite, nous étudions une liste de mécanismes qui permettent de contrer l’attaque de l’escroc qui caractérise le GCP / Nowadays, authentication in Wireless Mesh Networks (WMNs) refers to IEEE802.1X standard authentication methods or a pre-shared key authentication, and makes use of certificates or shared secrets. In wireless environments, management of certificates is disadvantageous. Certificates require deploying a Public Key Infrastructure (PKI) and a Certification Authority (CA). The CA defines a certificate management policy to control the generation, transmission and revocation of certificates. Management of certificates is a cumbersome task and does not match the limited (power and memory) resources available at wireless nodes. Moreover, it does not match the non permanent connectivity to the CA. In order to get rid of PKI disadvantages, we investigate in this thesis; the use of ID-Based Cryptography (IBC) for authentication in WMNs. IBC proposes to derive an entity public key from its identity directly. As such, IBC avoids the deployment of the PKI and the CA. IBC relies on a Private Key Generator (PKG) for the computation of stations private keys. As such, the PKG is able to impersonate as any station by illegally generating signature or deciphering encrypted traffic. For mitigating that Key Escrow Attack (KEA), a strong assumption is usually made necessary that the PKG is a trustworthy entity. In this thesis, we first present an ID-Based Password Authentication Protocol (IBPAP) that relies on IBC and a shared secret to authenticate mesh station to the network Authentication Server (AS). We propose to use the AS as a PKG. As such, the AS generates the ID-based private key of the supplicant station at the end of a successful authentication. Meanwhile, the supplicant station uses the shared secret to authenticate the AS and its ID-based public parameters. The latter are needed for the good usage of ID-based signature and encryption algorithms. Second, we propose a Key Escrow Resistant ID-Based Authentication Protocol (KERIBAP). That is, we make each supplicant station participate to the generation of its ID-based private key. We show how to change the existing ID-based signature and encryption algorithms to take into consideration the new format of private keys. We discuss also the possibility of distributing the private key generation between a set of ASs in order to avoid the key escrow attack. We verify that our authentication protocols are all secure in the formal model using the protocol verification tool ProVerif. In addition, we discuss their security resistance to some well-known attacks such as replay, collision and denial of service attacks. Finally, we propose some implementation results to confirm IBC advantages compared to PKI. We show how IBC usage reduces the memory consumption of stations

Dans cette thèse, nous concevons trois nouveaux mécanismes d'authentification basés sur l'identité des utilisateurs. Par conséquent, nous apportons des améliorations sur le contrôle d'accès à différents types de réseaux tels que les réseaux domestiques, les réseaux gouvernementaux et les réseaux cellulaires. L'identité se base sur des gabarits biométriques publics, des chaînes de caractères simples comme l’adresses e-mail ou l’identifiant (login). La première solution concerne l'utilisation de données biométriques dans les mécanismes d'authentification des réseaux domestiques (Home Network HN). Nous voulons personnaliser l'accès de chaque utilisateur dans le HN et prévenir les utilisateurs illégitimes (en passant par la passerelle domestique « Home Gateway (HG) ») d'avoir accès aux services. Nous proposons une nouvelle méthode d'authentification biométrique qui respecte la contrainte de ne pas sauvegarder les données biométriques (Biometric Template (BT)) des utilisateurs dans le HG. Pour satisfaire cette contrainte, nous proposons d'utiliser la méthode de « Fuzzy Vault » pour cacher un secret utilisé pour l'authentification. Un logiciel génère une identité biométrique révocable (BioID) en utilisant une transformation fonctionnelle. Ce BioID est utilisé par le mécanisme du fuzzy vault pour cacher une clé de session secrète. La deuxième solution propose des mécanismes d'authentification pour les passeports biométriques (e-Passeports). Les paramètres de chiffrement sont générés en utilisant les données biométriques et, ainsi, ils seront personnalisés pour l'utilisateur. Notre proposition introduit un nouveau mécanisme d'authentification pour le passeport biométrique utilisant le protocole Diffie-Hellman de partage de clé basé sur les courbes elliptiques (ECDH). Ce protocole est nécessaire pour générer une clé de session utilisée pour authentifier le voyageur et le système d'inspection (IS) et ainsi sécuriser l'échange des données entre eux. Notre protocole peut utiliser les points "minuties" d'une empreinte digitale et le code de l'iris du détenteur du passeport électronique. Dans la troisième solution, nous avons travaillé sur le réseau cellulaire et nous avons utilisé une chaîne de caractères simple (l’adresse e-mail de l’utilisateur) comme identifiant pour accéder aux services. Nous avons choisi l'IP Multimedia Subsystem (IMS) qui est une architecture de recouvrement pour la fourniture de services multimédia, comme support. Nous avons conçu un nouveau mécanisme d'authentification aux services en utilisant la cryptographie basée sur l'identité (IBC). L'objectif était d'authentifier les utilisateurs en utilisant leurs identifiants public et privé pour surmonter les faiblesses connues du protocole «Authentication and Key Agreement (AKA) ». Nous nous sommes concentrés sur les tentatives d'écoute et d’usurpation d'identité qui peuvent avoir lieu dans le scénario classique de l’IMS et nous avons montré comment la solution proposée peut prévenir ces attaques. Nous avons ensuite proposé d'ajouter une vérification par lot au niveau du Bootstrapping Server Function (BSF) pour diminuer le délai de vérification des signatures et le temps de réponse de l’authentification. / In this thesis, we design three new authentication mechanisms based on user identity. Therefore, we bring improvements in access control for different classes of networks such as Home Network, Governmental Network and Cellular Network. The identity can be biometric public features, simple strings (email addresses, login...), etc. The first solution concerns the use of biometric in Home Network' authentication mechanisms. In the Home Network (HN) case study, we aim at personalizing the access of each user in the HN and preventing illegitimate users (passing by the Home Gateway (HG)) to have any access. We propose a new biometric authentication method which respects the constraint of the non storage of the users' Biometric Template (BT) in the HG. To satisfy this constraint, we propose using the fuzzy vault method to hide a secret that should be used for authentication. A software generates a revocable biometric identity (BioID) using a functional transformation. This BioID is used in the fuzzy vault mechanisms to hide a secret session key. The second solution proposes e-Passport authentication mechanisms. The cryptographic parameters are generated using the biometric templates and hence, personalized for the user. In travel document case study, we present our proposal which introduces a new e-Passport authentication mechanisms based on the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) Key Agreement protocol. This protocol is needed to generate a session key used to authenticate the traveler and the Inspection System (IS) to exchange secure data. Our protocol is defined using minutiae data (fingerprint) and iris code of the e-Passport holder. In the third solution, we worked on the Cellular Network and we used a simple string, like email addresses, as identifier to access to services. We choose the IP Multimedia Subsystem (IMS) which is an overlay architecture for the provision of multimedia services. We design a new service authentication mechanism relying on Identity Based Cryptography (IBC) for the IMS architecture. The goal was to authenticate the users using their public and private identifiers to overcome known weaknesses in the Authentication and Key Agreement (AKA) protocol. We focused on the eavesdropping and impersonation attacks that can take place in classical IMS scenario and we showed how our proposed solution can prevent against these attacks. We, then, proposed to add a Batch Verification on the Bootstrapping Server Function (BSF) to decrease signature verification delay and the authentication response time.

L'authentification homme-machine est une problématique largement développée pour les télécommunications. Une authentification dans le sens "machine-homme" permettra d'assurer l'utilisateur humain assermenté du fonctionnement intègre d'une machine lors, par exemple, d'une session de vote électronique ou d'une vérification d'objet en traçabilité sécurisée. Cette thèse se focalise sur la traçabilité sécurisée sans accès (systématique) à un canal de communication. Nous décrivons différentes techniques d'authentification de produits manufacturés en nous concentrant sur une méthode de caractérisation de motifs imprimés. Pour effectivement authentifier un objet, nous montrons qu'un agent vérifieur doit s'assurer de l'intégrité du tiers et du système électronique utilisée pour la vérification. Cependant l'authenticité du système électronique lui-même reste à vérifier. La question que nous adressons alors est la suivante : comment un être humain peut-il se convaincre de l'intégrité et de l'authenticité d'un système embarqué dans un mode hors ligne ? Nous définissons deux familles de solutions. Dans la première, l'utilisateur fait appel, pour les calculs, à un dispositif auxiliaire tandis que dans la seconde l'utilisateur ne fait usage que d'un papier et d'un crayon. Pour chacune des deux familles, nous proposons un protocole d'authentification d'un système embarqué dont la puce, typiquement un FPGA ou un microcontrôleur, dépend de la configuration ou de la programmation d'une mémoire RAM / "Human-to-Machine" authentication is widely developed for modern telecommunications. A "Machine-to-Human" authentication will ensure the trusted human user about the integrity of the machine, for example during an electronic voting session or object verification in secure traceability. This work is focused on secure traceability without any systematic access to a communication network. We depict different technics for goods authentication and we focus on a method based on the characterization of printed patterns. To completely authenticate an object, we show that a human verifier has to be confident in the integrity of the third party and the electronic system involved in the verification phase. However, the authenticity of the electronic system itself has also to be verified. We address here the following question : how a human being can convince himself about the integrity and the authenticity of an embedded system in an off-line environment ? We propose two groups of solutions. In the first one, an auxiliary electronic device is used to perform computing operations. In the second one, the human capability (memory and computational abilities) is exploited. In each group, we propose a protocol to authenticate embedded systems for which the chip (typically an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a microcontroller) is initialized according to the configuration or programming of its RAM memory

Les smartphones équipent désormais toutes les couches de la population, indépendamment de l'âge ou de la profession. Ces équipements sont de plus en plus utilisés pour créer, manipuler et diffuser des informations contraintes par la sécurité (confidentialité, intégrité, authenticité). Plusieurs moyens de protection existent selon le type d'informations et les contraintes de sécurité (droit d'auteur, traçabilité, etc.). Cette thèse propose une solution de tatouage spécifique à l'image capturée depuis un smartphone afin de la rendre valable en justice. Son objectif est de lier la preuve à l'image et d'empêcher toute modification du contenu de l'image ainsi que des éléments de preuve. La confidentialité de l?image n'étant pas recherchée, le tatouage présente l'intérêt de conserver la lisibilité de l'image probante et donc autorise sa diffusion. La preuve est aussi constituée des données contextuelles de l'image: son auteur, la date de prise de vue ou encore sa position géographique. Peu de moyens sont disponibles pour vérifier cette géolocalisation. La seconde partie de la thèse propose ainsi des méthodes logicielles permettant la mise en oeuvre de contrôles destinés à améliorer l'authenticité de la géolocalisation. Enfin, le dernier chapitre propose une analyse critique des travaux de sécurité concernant les autres besoins d'authentification nécessaire à la réalisation d'une bonne preuve / Smartphones are nowadays ubiquitous, they can be found in anybody's hands with no consideration of one's age or work. They are used to create, manipulate and broadcast security constrained pieces of information (in term of confidentiality, integrity or authenticity). Different protection types can be found, with regard to the security constraints (copyrights, document tracking, etc.). This thesis presents a watermarking scheme tailored for smartphone-captured images, which scheme allows the use of the image as an evidence. The goal is linking the evidence to the image and forbidding any content modification. Confidentiality not being a constraint, the scheme keeps the image visible and allow its broadcast. Contextual pieces of data are part of the evidence: author name, date of shot and geographic location (geolocation). Few means are available to assess this geolocation. The second part of the thesis aims to fill this gap by proposing software based countermeasures to enhanced geolocation authenticity. Finally, the last chapter presents a critic of security works on the other authentication methods required to forge a strong proof

Ces travaux portent sur la sécurité de la téléphonie déployée dans les réseaux Internet. Ce service est sans aucun doute, après le Web et la messagerie, l'application qui imposera l'infrastructure IP (Internet Protocol) comme le standard de transport de tout type d'information ou de média. Cette migration de la téléphonie classique vers le tout IP semble être incontournable mais elle pose des problèmes en matière de sécurité. Si des attaques existaient déjà avec la téléphonie classique, l'usage d'un réseau IP les rend plus facilement réalisables. Notre analyse souligne les limites des solutions usuelles, principalement au travers des problèmes d'interopérabilité. De plus eu égard à l'hétérogénéité des infrastructures de ToIP, la protection de bout-en-bout des appels n'est pour le moment pas considérée, sauf par les services étatiques. Dans un premier temps, nous avons cherché les possibilités de renforcer la sécurité de SIP (Session Initiation Protocol) de l'IETF, protocole actuellement massivement adopté dans les infrastructures de téléphonie sur IP. Nous avons proposé des solutions innovantes et validées pour consolider les mécanismes existants de manière complètement transparente pour les infrastructures. Nous avons choisi de nous focaliser sur l'authentification, car c'est le premier mécanisme rencontré par les usagers ou les systèmes. Les solutions présentées ci-après proposent de nouvelles propriétés de sécurité en définissant une sémantique pour des champs dit " opaques ". Ces contributions consolident la sécurité entre l'usager et son serveur. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux solutions permettant une sécurité de bout-en-bout des appels. L'analyse des solutions applicatives comme " Future Narrow Band Digital Terminal " et " Secure Voice over IP Simple Protocol " nous a permis de formaliser les spécifications d'une architecture permettant la protection des conversations quelque soient les spécificités et l'hétérogénéité des réseaux de ToIP. Cette approche utilise le flux d'informations voix pour mette en oeuvre une signalisation de sécurité, ce qui rend cette solution complètement compatible avec les infrastructures existantes. Par ailleurs notre étude atteste de l'intérêt de mettre en place des entités de confiance dédiées à la sécurité des appels. Enfin la conclusion reprend et positionne les différentes contributions relatives à ces travaux dans le contexte de la téléphonie sur IP. Notre volonté d'être interopérable avec les infrastructures sous-jacentes voire indépendantes peut être considérée comme un service à valeur ajoutée.