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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Puisque les ordinateurs sont omniprésents dans notre société et que, de plus en plus, nous dépendons de programmes pour accomplir nos activités de tous les jours, les bogues peuvent parfois avoir des conséquences cruciales. Une grande proportion des programmes existants sont écrits en C ou en C++ et la plupart des erreurs avec ces langages sont dues à l’absence de sûreté d’accès à la mémoire. Notre objectif à long terme est d’être en mesure de vérifier si un programme C ou C++ accède correctement à la mémoire malgré les défauts de ces langages. À cette fin, nous avons créé un cadre de développement d’analyses statiques que nous présentons dans ce mémoire. Il permet de construire des analyses à partir de petits composants réutilisables qui sont liés automatiquement par métaprogrammation. Il incorpore également le modèle de conception (design pattern) du visiteur et des algorithmes utiles pour faire de l’analyse statique. De plus, il fournit un modèle objet pour le RTL, la représentation intermédiaire de bas niveau pour tous les langages supportés par GCC. Ceci implique qu’il est possible de concevoir des analyses indépendantes des langages de programmation. Nous décrivons également les modules que comporte l’analyse statique que nous avons développée à l’aide de notre cadre d’analyse et qui vise à vérifier si un programme respecte les règles d’accès à la mémoire. Cette analyse n’est pas complète, mais elle est conçue pour être améliorée facilement. Autant le cadre d’analyse que les modules d’analyse des accès à la mémoire sont distribués dans RTL-Check, un logiciel libre. / Since computers are ubiquitous in our society and we depend more and more on programs to accomplish our everyday activities, bugs can sometimes have serious consequences. A large proportion of existing programs are written in C or C++ and the main source of errors with these programming languages is the absence of memory safety. Our long term goal is to be able to verify if a C or C++ program accesses memory correctly in spite of the deficiencies of these languages. To that end, we have created a static analysis framework which we present in this thesis. It allows building analyses from small reusable components that are automatically bound together by metaprogramming. It also incorporates the visitor design pattern and algorithms that are useful for the development of static analyses. Moreover, it provides an object model for RTL, the low-level intermediate representation for all languages supported by GCC. This implies that it is possible to design analyses that are independent of programming languages. We also describe the modules that comprise the static analysis we have developed using our framework and which aims to verify if a program is memory-safe. This analysis is not yet complete, but it is designed to be easily improved. Both our framework and our memory access analysis modules are distributed in RTL-Check, an open-source project.

Les plateformes mobiles font partie intégrante du quotidien. Leur flexibilité a permis aux développeurs d’applications d’y proposer des applications de toutes sortes : productivité, jeux, messageries, etc. Devenues des outils connectés d’agrégation d’informations personnelles et professionnelles, ces plateformes sont perçues comme un écosystème lucratif par les concepteurs de maliciels. Android est un système d’exploitation libre de Google visant le marché des appareils mobiles et est l’une des cibles de ces attaques, en partie grâce à la popularité de celuici. Dans la mesure où les maliciels Android constituent une menace pour les consommateurs, il est essentiel que la recherche visant l’analyse de maliciels s’intéresse spécifiquement à cette plateforme mobile. Le travail réalisé dans le cadre de cette maîtrise s’est intéressé à cette problématique, et plus spécifiquement par l’analyse de la mémoire vive. À cette fin, il a fallu s’intéresser aux tendances actuelles en matière de maliciels sur Android et les approches d’analyses statiques et dynamiques présentes dans la littérature. Il a été, par la suite, proposé d’explorer l’analyse de la mémoire vive appliquée à l’analyse de maliciels comme un complément aux approches actuelles. Afin de démontrer l’intérêt de l’approche pour la plateforme Android, une étude de cas a été réalisée où un maliciel expérimental a été conçu pour exprimer les comportements malicieux problématiques pour la plupart des approches relevées dans la littérature. Une approche appelée l’analyse différentielle de la mémoire vive a été présentée afin de faciliter l’analyse. Cette approche utilise le résultat de la différence entre les éléments présents après et avant le déploiement du maliciel pour réduire la quantité d’éléments à analyser. Les résultats de cette étude ont permis de démontrer que l’approche est prometteuse en tant que complément aux approches actuelles. Il est recommandé qu’elle soit le sujet d’études subséquentes afin de mieux détecter les maliciels sur Android et d’en automatiser son application. / Mobile devices are at the core of modern society. Their versatility has allowed third-party developers to generate a rich experience for the user through mobile apps of all types (e.g. productivity, games, communications). As mobile platforms have become connected devices that gather nearly all of our personal and professional information, they are seen as a lucrative market by malware developers. Android is an open-sourced operating system from Google targeting specifically the mobile market and has been targeted by malicious activity due the widespread adoption of the latter by the consumers. As Android malwares threaten many consumers, it is essential that research in malware analysis address specifically this mobile platform. The work conducted during this Master’s focuses on the analysis of malwares on the Android platform. This was achieved through a literature review of the current malware trends and the approaches in static and dynamic analysis that exists to mitigate them. It was also proposed to explore live memory forensics applied to the analysis of malwares as a complement to existing methods. To demonstrate the applicability of the approach and its relevance to the Android malwares, a case study was proposed where an experimental malware has been designed to express malicious behaviours difficult to detect through current methods. The approach explored is called differential live memory analysis. It consists of analyzing the difference in the content of the live memory before and after the deployment of the malware. The results of the study have shown that this approach is promising and should be explored in future studies as a complement to current approaches.

Au cours d’une réponse immunitaire primaire, les lymphocytes T CD8 mémoires émergent à partir d'un environnement de forte activation immunitaire. Les cellules régulatrices T CD4 FoxP3+ (LTregs) jouent un rôle clé de suppression de la réponse immunitaire. Nous montrons que les LTregs sont nécessaires pour la génération d’une réponse mémoire T CD8 fonctionnelle. En absence de LTregs lors du priming, les LT CD8 mémoires générées prolifèrent faiblement et ne parviennent pas à se différencier après une réactivation antigénique en effecteurs cytotoxiques secondaires fonctionnelles. Nous suggérons que les LTregs agissent tôt, lors de la phase d'expansion des LT CD8, en réduisant l’exposition des précurseurs mémoires T CD8 à l'interleukine-2. Ce nouveau rôle crucial des LTregs a des implications pour le développement optimal de vaccin.Chez les patients sous traitement antirétroviral efficace et prolongée (ART), le VIH peut persister dans un petit pool de cellules T CD4 mémoires quiescentes de longue durée de vie infectées par du virus latent intégré. Ce réservoir latent comprend différentes sous-populations mémoires. Nos résultats suggèrent une contraction progressive de la taille du réservoir latent autour d'un noyau formé de sous-populations T CD4 mémoires moins différenciées (centrales mémoires TCM et souches mémoires TSCM). Ce processus très lent semble dépendre de la taille initiale et du taux de décroissance qui diffère entre les sous-populations mémoires infectées de manière latente. Nos résultats suggèrent également une extrême stabilité du sous-réservoir TSCM, dont la taille est directement liée à l'exposition cumulée au virus plasmatique avant le début du traitement ART, soulignant l'importance d'une initiation précoce du traitement antirétroviral efficace. La présence de cette dynamique intrinsèque dans le réservoir latent peut avoir des implications pour la conception de stratégies optimales de purge thérapeutique contre le VIH. / During the primary immune response, CD8 memory emerges from an environment of strong immune activation. The FoxP3 regulatory CD4 T-cell subset (Treg) is known as a key suppressive component of the immune system. We report that Tregs are required for the generation of functional CD8 memory. In the absence of Tregs during priming, the resulting memory cells proliferate poorly and fail to differentiate into functional cytotoxic secondary effectors following antigen reactivation. We find that the Tregs act early, during the expansion phase of primary CD8 effectors, by fine tuning interleukin-2 exposure of CD8 memory precursors. This crucial new role of Tregs has implications for optimal vaccine development. In patients who are receiving prolonged antiretroviral treatment (ART), HIV can persist within a small pool of long-lived resting memory CD4 T cells infected with integrated latent virus. This latent reservoir involves distinct memory subsets. We provide results that suggest a progressive reduction of the size of the blood latent reservoir around a core of less-differentiated memory subsets (central memory and stem cell-like memory).This process appears to be driven by the differences in initial sizes and decay rates between latently infected memory subsets. Our results also suggest an extreme stability of the TSCM sub-reservoir, the size of which is directly related to cumulative plasma virus exposure before the onset of ART, stressing the importance of early initiation of effective ART. The presence of these intrinsic dynamics within the latent reservoir may have implications for the design of optimal HIV therapeutic purging strategies.

La portabilité des mémoires Flash embarquées sur les nœuds CMOS technologiques avancés tel que le 28nm pose de nombreux problèmes de compatibilité avec les nouvelles étapes de fabrication telles que le diélectrique de grille haute permittivité, l’utilisation de grille métallique, les stresseurs et tenseurs utilisés pour piloter la performance du transistor élémentaire. L’ajout d’un dispositif à double grille classique tel que celui de la Flash apparait comme très couteux en termes de nombre de masques et d’étapes de fabrication additionnelles. De nombreuses alternatives ont vu le jour : les mémoires à changement de phase, les mémoires magnétiques et les mémoires resistives. Ce dernier type de mémoire est particulièrement attrayant pour une intégration en tant que mémoire « embarquée » sur technologie CMOS. Les matériaux utilisés (diélectrique à base d’oxyde métallique tel que le HfO₂ ou le Ta₂O₅) sont compatibles avec le procédé de fabrication CMOS comparés à ceux utilisés pour les mémoires magnétiques (risques de contamination). Les mémoires résistives sont par ailleurs basées sur une conduction filamentaire qui s’avère également particulièrement économe en énergie et adaptée aux faibles géométries quand elles sont comparées aux mémoires à changement de phase (changement d’état volumique du matériau). De nombreux industriels ont focalisé leurs efforts sur les matériaux de type HfO₂ et Ta₂O₅. Le sujet proposé fait suite à trois années de collaboration intensive entre ST Microelectronics et le CEA-LETI qui ont permis d’établir les bases d’un cellule mémoire de type Oxram fonctionnelle et facilement intégrable facilement sur une technologie CMOS. Il aura pour objectifs d’analyser les paramètres responsables des instabilités des états résistifs observés et de rechercher les différents moyens susceptibles de mieux contrôler la dispersion de ces états. Les études réalisées pourront porter sur les matériaux (diélectrique et électrodes), la technologie mise en œuvre, les conditions électriques de formation du filament [20]. La consolidation du choix du matériau et l’analyse des modes de défaillance et de la fiabilité du plan mémoire feront également partie du travail de cette première année. Ce travail sera orienté par les résultats statistiques obtenus par le biais de test à plus grande échelle (circuit de plusieurs Kbits). / Embedded Flash memories integration on advanced CMOS technological nodes such as the 28nm leads to serious compatibility problems with the new manufacturing steps such as the high-permittivity gate dielectric, the use of metal gate, etc. The addition of a conventional double-grid device such as the one for Flash appears to be very expensive in terms of number of masks and additional manufacturing steps. Many alternatives have emerged: phase change memories PCRAM, magnetic memories MRAM and resistive memories OxRAM. However, the high programming current of the PCRAM memories and the risks associated to the contamination of the materials used for the MRAM memories represent the weak points of these technologies. On the other hand, OxRAM memories are particularly attractive for integration as CMOS embedded memory. The materials used (metal oxide dielectric such as HfO₂ or Ta₂O₅) compatible with the CMOS manufacturing process and their low programming voltages due to filament conduction are an advantage for OxRAM memories.In this thesis, an in depth memory stack optimization is done to make up the OxRAM memory cell in order to be integrated into a matrix of memories. Thus, various top and bottom electrodes and various switching oxides have been studied in order to better control and improve the variability of the resistive states of the OxRAM memory cell. An evaluation of the reliability and the main memory performances in terms of Forming voltage, memory window, endurance and thermal stability were performed for each memory stack through electrical characterizations. These assessments highlighted efficient memory stacks which have been integrated into a 16Kb demonstrator. Finally, a study of the variability of the resistive states as well as their degradation mechanisms during the endurance and thermal stability were carried out through simples models and atomistic simulations (ab-initio calculations).

La thèse de Giovanni BETTI BENEVENTI portes sur la caractérisation électrique et la modélisationphysique de dispositifs de mémoire non-volatile à changement de phase. Cette thèse a été effectuée dans le cadre d’une cotutelle avec l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (Italie).Le manuscrit en anglais comporte quatre chapitres précédés d’une introduction et terminés par uneconclusion générale.Le premier chapitre présent un résumé concernant l’état de l’art des mémoires a changement de phase. Le deuxième chapitre est consacré aux résultats de caractérisation matériau et électrique obtenus sur déposition blanket et dispositifs de mémoire à changement de phase (PCM) basées sur le nouveau matériau GeTe dopé carbone (GeTeC).Le chapitre trois s’intéresse à l’implémentation et à la caractérisation expérimentale d’un setup demesure de bruit a basse fréquence sur dispositifs électroniques a deux terminaux développé auxlaboratoires de l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia en Italie.Enfin, dans le dernier chapitre est présentée une analyse rigoureuse de l’effet d’auto-chauffage Joulesur la caractéristique I-V des mémoires a changement de phase intégrant le matériau dans la phase polycristalline. / Within this Ph.D. thesis work new topics in the field of Non-Volatile Memories technologies have been investigated, with special emphasis on the study of novel materials to be integrated in Phase-Change Memory (PCM) devices, namely:(a) Investigation of new phase-change materialsWe have fabricated PCM devices integrating a novel chalcogenide material: Carbon-doped GeTe (or simply, GeTeC). We have shown that C doping leads to very good data retention performances: PCM cells integrating GeTeC10% can guarantee a 10 years fail temperature of about 127°C, compared to the 85°C of GST. Furthermore, C doping reduces also fail time dispersion. Then our analysis has pointed out the reduction of both RESET current and power for increasing carbon content. In particular, GeTeC10% PCM devices yield about a 30% of RESET current reduction in comparison to GST and GeTe ones, corresponding to about 50% of RESET energy decrease.Then, resistance window and programming time of GeTeC devices are comparable to those of GST.(b) Advanced electrical characterization techniquesWe have implemented, characterized and modeled a measurement setup for low-frequency noise characterization on two-terminal semiconductor devices.(c) Modeling for comprehension of physical phenomenaWe have studied the impact of Self-induced Joule-Heating (SJH) effect on the I-V characteristics of fcc polycrystalline-GST-based PCM cells in the memory readout region. The investigation has been carried out by means of electrical characterization and electro-thermal simulations.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Driss Chraïbi est un écrivain dont l’œuvre a donné naissance à des réactions diverses dès son début littéraire en 1954 : romans, mémoires, romans policiers, sa création ne s’est pas limitée à un seul genre, ni à une seule source d’inspiration. Si à une première vue elle peut donner l’impression d’une œuvre éparse et sans lien véritable, une lecture plus approfondie donne à voir au contraire une œuvre dont la complexité réside précisément dans son unité. Le fil conducteur de notre recherche a été l’existence d’une écriture pseudo-autobiographique dans quatre des romans de Driss Chraïbi : Le Passé simple, Succession ouverte, La Civilisation, ma Mère !... et L’Inspecteur Ali. Pour confirmer cette hypothèse nous nous sommes appuyée sur une étude comparative entre ces œuvres romanesques et les deux volumes de mémoires de l’auteur : Vu, lu, entendu et Le Monde à côté.Nous nous sommes efforcée donc dans cette étude de rendre compte de certains aspects de sa littérature fictionnelle qui ont été considérés comme fortement autobiographiques, à travers une étude des personnages, de certains événements, de l’atmosphère romanesque et de l’écriture chraïbienne. En respectant l’ordre chronologique des parutions des livres, nous avons voulu suivre l’évolution des sujets, des personnages et du style de Driss Chraïbi d’une œuvre à l’autre. Pour une meilleure base théorique et méthodologique, nous avons puisé dans les différentes théories de l’autobiographie et des genres apparentés, pour passer ensuite à une étude des personnages masculins et féminins. Cette recherche sur les instances narratives nous a permis d’avoir une meilleure image de la manière dont Chraïbi a utilisé certains éléments de sa propre vie pour fonder sa fiction et la façon dont il les a exposés dans ses mémoires.Un autre aspect qui nous a semblé intéressant est de montrer l’évolution du style de Driss Chraïbi entre les récits de fiction ou pseudo-autobiographiques et les deux livres de mémoires : les descriptions, les paysages, la manière d’aborder des sujets délicats comme la religion, mais aussi l’évolution de l’écriture chraïbienne à travers les différents livres. Ce sont ces éléments de détail qui gardent le mieux la trace de l’auteur, même si Chraïbi est connu pour sa volonté de brouiller les pistes et les frontières entre les genres. / Driss Chraïbi is a writer whose work has brought about various reactions ever since his literary debut in 1954: novels, memoirs, detective novels, his creation did not limit itself to one genre or one source of inspiration. At first glimpse, his works may seem scattered, without a real connection, but a more in-depth look shows the opposite. His work is complex precisely because it is so unitary. The guiding principle of our research has been the existence of pseudo-autobiographical elements in four of Driss Chraïbi's novels: Le Passé simple, Succession ouverte, La Civilisation, ma Mère !... and L’Inspecteur Ali. In order to confirm this hypothesis, we used a comparative study between these novels and the two books of memoirs by this author: Vu, lu, entendu and Le Monde à côté.Therefore, in this study, by analyzing characters, events, literary atmosphere and Chraïbi's style, we tried to give an account of certain aspects of his fictional works that have been considered strongly autobiographical. Following the chronological order by release date of the books, our purpose has been to follow the evolution of Driss Chraïbi's themes, characters and style from one work to another.For a stronger theoretical and methodological basis, we tapped into the wealth of theories concerning the autobiography and the related genres, and later switched to an analysis of male and female characters. This research of narrative instances allowed us to understand better Chraïbi's use of elements of his own life in order to build the foundation of his fiction, as well as the way in which he put them forward in his books.We also thought it was very interesting to show the evolution of Driss Chraïbi's style between his fictional or pseudo-autobiographical works and his two books of memoirs: the descriptions, the landscapes, his manner of approaching sensitive subjects like religion, as well as the evolution of Chraïbi's writing throughout his various books. These details are what keeps the traces of the author, despite the fact that Chraïbi is well-known for his propensity to blur the pathways and lines between genres.