IT environments are turning more complex by the day and this trend is poised to rise in the coming years. To manage IT resources and maximize productivity better, large organizations are striving for better methods to control their current environments. They also have to prepare for future complexity growth as their environments cater to the growing IT needs. In the current economic recession, organizations are not only threatened by the growing complexity, but also have to cope with limited personnel due to financial constraints. Organizations are ardent about obtaining new technology to have firmer control on different platforms, vendors, and solutions at a reasonable cost. At the same time, this new technology must deliver quality services that can effectively fulfill customer needs. To deal with IT management challenges, CA developed Spectrum Service Assurance Manager (SAM), a product by CA Inc. (formerly Computer Associates) to solve complex IT environment service management problems. SAM can provide organizations with a wide-ranging view of their multi-faceted IT environments by providing vital pieces of information that no other software can perceive. Thus, SAM can monitor and manage systems, databases, networks, applications, and end-user experiences. Although, this technology is able to detect many errors and problems, it still lacks a good mechanism to diagnose the detected problems and uncover their root causes for end users to fix. Four research groups from Universities of Alberta, Toronto, Victoria and Waterloo—under the auspices of the Consortium for Software Engineering Research—built different tools for root-cause analysis and detection. To integrate these solutions, these research groups worked together with CA Inc. to produce a web-based integration tool to integrate these add-ons into the main SAM application. The resulting framework does not affect any of SAM’s existing features as the additions only involve a new web communication layer that acts from the core of the software to detect and present root causes. The detection tools only parse the log files for vital information and thus the core functionality of the software remains unaffected. My contributions to this research project are presented in this thesis. In the beginning of this thesis, I report on background research on SAM and describe how it is going to solve the increasing complexity problem in IT environments. Later on, I propose two software integration approaches to integrate root cause diagnosis tools with SAM and briefly describe CA’s latest software integration framework Catalyst. Towards the end of this thesis, I compare our integration solution with Catalyst, and discuss advantages and disadvantages of these integration solutions. / Graduate

Malgré les avantages économiques de l’informatique en nuage (ou cloud computing) pour les entreprises et ses multiples applications envisagées, il subsiste encore des obstacles pour son adoption à grande échelle. La sécurité des données sauvegardées et traitées dans le nuage arrive en tête des préoccupations des décideurs des directions des systèmes d'information. De ce fait, l'objectif principal de nos travaux de recherche lors de cette thèse de doctorat est de poser des bases solides pour une utilisation sûre et sécurisée du nuage. Dans un premier lieu, l’externalisation des processus métiers vers le nuage permet aux entreprises de réduire les couts d’investissement et de maitriser les couts d’exploitation de leurs systèmes d’information ; Elle permet aussi de promouvoir la réutilisation des parties (ou fragments) de ses processus métiers en tant que service cloud, éventuellement par des concurrents directs, afin de faciliter le développement de nouvelles applications orientés services ‘SOA’, ainsi la collaboration à l’échelle du nuage. Néanmoins, le fait de révéler la provenance d’un fragment réutilisé est considérée comme une brèche dans la vie privée et risque d’être dommageable pour l’entreprise propriétaire de ce fragment. Les techniques d’anonymisation des données ont fait leurs preuves dans le domaine des bases de données. Notre principale contribution dans cette partie est la proposition d’un protocole basée sur l’anonymisation des fragments de processus métiers afin de garantir à la fois, la vie privée de leurs propriétaires et la disponibilité de ces fragments pouvant être réutilisés dans le nuage. Les systèmes d’authentification biométriques permettent une authentification des individus avec une garantit suffisante. Néanmoins, le besoin en ressources informatiques ‘calcul et stockage’ de ces systèmes et le manque de compétences au sein des organismes freinent considérablement leurs utilisations à grande échelle. Le nuage offre la possibilité d’externaliser à la fois le calcul et le stockage des données biométriques à moindre cout et de proposer une authentification biométrique en tant que service. Aussi, l’élasticité du nuage permet de répondre aux pics des demandes d’authentifications aux heures de pointes. Cependant, des problèmes de sécurité et de confidentialité des données biométriques sensibles se posent, et par conséquent doivent être traité afin de convaincre les institutions et organismes à utiliser des fragments externes d'authentification biométriques dans leurs processus métiers. Notre principale contribution dans cette partie est un protocole léger ‘coté client’ pour une externalisation (sur un server distant) de la comparaison des données biométriques sans révéler des informations qui faciliteraient une usurpation d’identité par des adversaires. Le protocole utilise une cryptographie légère basée sur des algorithmes de hachage et la méthode de 'groupe de tests combinatoires', permettant une comparaison approximative entre deux données biométriques. Dans la dernière partie, nous avons proposé un protocole sécurisé permettant la mutualisation d’un Hyperviseur (Outil permettant la corrélation et la gestion des événements issus du SI) hébergé dans le nuage entre plusieurs utilisateurs. La solution proposée utilise à la fois, le chiffrement homomorphique et la réécriture de règles de corrélation afin de garantir la confidentialité les évènements provenant des SI des différents utilisateurs. Cette thèse a été réalisée à l'Université Paris Descartes (groupe de recherche diNo du LIPADE) avec le soutien de la société SOMONE et l'ANRT dans le cadre d'une convention CIFRE. / Cloud computing has become one of the fastest growing segments of the IT industry. In such open distributed computing environments, security is of paramount concern. This thesis aims at developing protocols and techniques for private and reliable outsourcing of design and compute-intensive tasks on cloud computing infrastructures. The thesis enables clients with limited processing capabilities to use the dynamic, cost-effective and powerful cloud computing resources, while having guarantees that their confidential data and services, and the results of their computations, will not be compromised by untrusted cloud service providers. The thesis contributes to the general area of cloud computing security by working in three directions. First, the design by selection is a new capability that permits the design of business processes by reusing some fragments in the cloud. For this purpose, we propose an anonymization-based protocol to secure the design of business processes by hiding the provenance of reused fragments. Second, we study two di_erent cases of fragments' sharing : biometric authentication and complex event processing. For this purpose, we propose techniques where the client would only do work which is linear in the size of its inputs, and the cloud bears all of the super-linear computational burden. Moreover, the cloud computational burden would have the same time complexity as the best known solution to the problem being outsourced. This prevents achieving secure outsourcing by placing a huge additional overhead on the cloud servers. This thesis has been carried out in Université Paris Descartes (LIPADE - diNo research group) and in collaboration with SOMONE under a Cifre contract. The convergence of the research fields of those teams led to the development of this manuscrit.