Les infrastructures et réseaux critiques commencent à s'ouvrir vers des architectures, protocoles et applications vulnérables. Ainsi, non seulement il est question de sécuriser ces applications (e.g., contre les attaques potentielles), mais il faut également justifier notre confiance dans les mécanismes de sécurité déployés. Pour cela, nous présentons PolyOrBAC, un cadriciel basé sur le modèle de contrôle d'accès OrBAC, les mécanismes de services Web ainsi que les contrats électroniques. Ensuite, nous préconisons l'utilisation de la Programmation Logique par Contraintes (PLC) pour détecter et résoudre les conflits éventuels dans la politique de sécurité. Au niveau de la mise en œuvre, nous proposons le protocole Q-ESP, notre amélioration d'IPSec qui assure à la fois des besoins de sécurité et de QoS. Enfin, nous présentons nos modèles et résultats de test et d'évaluation d'outils de sécurité notamment les Systèmes de Détection d'Intrusions (IDS).

La génération d’aléa joue un rôle fondamental en cryptographie et en sécurité. Des nombres aléatoires sont nécessaires pour la production de clés cryptographiques ou de vecteurs d’initialisation et permettent également d’assurer que des protocoles d’échange de clé atteignent un niveau de sécurité satisfaisant. Dans la pratique, les bits aléatoires sont générés par un processus de génération de nombre dit pseudo-aléatoire, et dans ce cas, la sécurité finale du système dépend de manière cruciale de la qualité des bits produits par le générateur. Malgré cela, les générateurs utilisés en pratique ne disposent pas ou peu d’analyse de sécurité permettant aux utilisateurs de connaître exactement leur niveau de fiabilité. Nous fournissons dans cette thèse des modèles de sécurité pour cette analyse et nous proposons des constructions prouvées sûres et efficaces qui répondront à des besoins de sécurité forts. Nous proposons notamment une nouvelle notion de robustesse et nous étendons cette propriété afin d’adresser les attaques sur la mémoire et les attaques par canaux cachés. Sur le plan pratique, nous effectuons une analyse de sécurité des générateurs utilisés dans la pratique, fournis de manière native dans les systèmes d’exploitation (/dev/random sur Linux) et dans les librairies cryptographiques (OpenSSL ou Java SecureRandom) et nous montrons que ces générateurs contiennent des vulnérabilités potentielles. / In cryptography, randomness plays an important role in multiple applications. It is required in fundamental tasks such as key generation and initialization vectors generation or in key exchange. The security of these cryptographic algorithms and protocols relies on a source of unbiased and uniform distributed random bits. Cryptography practitioners usually assume that parties have access to perfect randomness. However, quite often this assumption is not realizable in practice and random bits are generated by a Pseudo-Random Number Generator. When this is done, the security of the scheme depends of course in a crucial way on the quality of the (pseudo-)randomness generated. However, only few generators used in practice have been analyzed and therefore practitioners and end users cannot easily assess their real security level. We provide in this thesis security models for the assessment of pseudo-random number generators and we propose secure constructions. In particular, we propose a new definition of robustness and we extend it to capture memory attacks and side-channel attacks. On a practical side, we provide a security assessment of generators used in practice, embedded in system kernel (Linux /dev/random) and cryptographic libraries (OpenSSL and Java SecureRandom), and we prove that these generators contain potential vulnerabilities.

Ce mémoire propose une démarche pour définir des politiques de sécurité adaptées aux systèmes d'informations et de communication en santé et social (SICSS). Ces systèmes couvrent l'ensemble des besoins généralement trouvés dans les autres domaines : interopérabilité des systèmes, complexité des organisations, sensibilité des informations et diversité des exigences de sécurité (confidentialité, intégrité, disponibilité et auditabilité).<br />Le but de la méthode présentée est de réaliser un bon compromis entre le respect du principe du moindre privilège et la flexibilité du contrôle d'accès. La première étape consiste à décrire le système, identifier les informations à protéger et caractériser les menaces. La politique de sécurité vient ensuite spécifier comment contrer ces menaces, en exprimant d'une part, un ensemble de propriétés de sécurité qui doivent être satisfaites, et d'autre part, un ensemble de règles permettant de modifier l'état de protection du système. Les politiques de sécurité que nous proposons ont l'originalité de tenir compte du contexte et de l'interopérabilité, et d'être suffisamment souples pour prendre en compte toute amélioration, changement ou mise à jour dans le système.<br />Par ailleurs, un nouveau modèle de contrôle d'accès est ici présenté : le modèle Or-BAC (pour Organization-Based Access Control). Ce modèle permet de prendre en compte des informations de contexte dans l'expression des règles, afin de spécifier un contrôle d'accès fin et adapté. Il est aussi un moyen de spécifier, dans un cadre homogène, plusieurs politiques de sécurité pour des organisations différentes devant coopérer. Or-BAC n'est pas restreint aux permissions, mais permet également de définir des interdictions, des obligations et des recommandations. À cet égard, Or-BAC est capable de spécifier des politiques de sécurité pour les SICSS, comme il peut être appliqué à une gamme très large d'applications complexes, interopérables et distribuées. <br />Or-BAC est d'abord représenté par des diagrammes UML, puis dans un nouveau langage logique fondé sur la logique déontique. Il est par ailleurs intégré dans une modélisation UML d'une démarche sécuritaire globale spécifiant les aspects statiques et dynamiques des phases d'authentification et d'autorisation.<br />Enfin, un prototype a été développé pour illustrer l'application de la politique et du modèle de sécurité dans le cas d'un centre dentaire.