The nodes in wireless sensor networks (WSNs) utilize the radio frequency (RF) channel to communicate. Given that the RF channel is the primary communication channel, many researchers have developed techniques for securing that channel. However, the RF channel is not the only interface into a sensor. The sensing components, which are primarily designed to sense characteristics about the outside world, can also be used (or misused) as a communication (side) channel. In our work, we aim to characterize the side channels for various sensory components (i.e., light sensor, acoustic sensor, and accelerometer). While previous work has focused on the use of these side channels to improve the security and performance of a WSN, we seek to determine if the side channels have enough capacity to potentially be used for malicious activity. Specifically, we evaluate the feasibility and practicality of the side channels using today's sensor technology and illustrate that these channels have enough capacity to enable the transfer of common, well-known malware. Given that a significant number of modern robotic systems depend on the external side channels for navigation and environment-sensing, they become potential targets for side-channel attacks. Therefore, we demonstrate this relatively new form of attack which exploits the uninvestigated but predominantly used side channels to trigger malware residing in real-time robotic systems such as the iRobot Create. The ultimate goal of our work is to show the impact of this new class of attack and also to motivate the need for an intrusion detection system (IDS) that not only monitors the RF channel, but also monitors the values returned by the sensory components.

De plus en plus d’organisations sont informatisées et plus une organisation est grande, plus elle peut être la cible d’attaques via Internet. On note également que les internautes utilisent de plus en plus Internet pour faire des achats sur des sites de commerce électronique, pour se connecter à l’administration en ligne, pour voter de manière électronique, etc. Par ailleurs, certains d’entre eux ont de plus en plus d'équipements électroniques qui peuvent être raccordés à Internet et ce dans divers sites (domicile, voiture, lieu de travail, etc.). Ces équipements forment ce qu’on appelle un réseau personnel qui permet la mise en place de nouvelles applications centrées sur l’internaute. Les fournisseurs de services Internet peuvent ainsi étoffer leurs offres de services en présentant une offre de sécurisation de ce genre de réseau. Selon le rapport du cabinet « Arbor Networks » intitulé « Worldwide Infrastructure Security Report », les menaces identifiées comme les plus sévères sont relatives aux attaques de déni de service distribué. Ce type d’attaque a pour but de rendre indisponible un service en empêchant les utilisateurs légitimes de l'utiliser. Il utilise la technique de l’usurpation d’identité qui consiste en la création de paquets (de type IP, ARP, etc.) avec une adresse source forgée et ce dans le but d’usurper un système informatique ou d’usurper l’identité de l’émetteur. La technique de l’usurpation d’identité permet ainsi de rendre un service indisponible, d’écouter, de corrompre, de bloquer le trafic des internautes ou de nuire au bon fonctionnement des protocoles de routage et des réseaux personnels des clients. De plus, la technique de l’usurpation d’identité est également utilisée pour des activités interdites par la loi « Hadopi » en rigueur en France comme le téléchargement illégal. De ce fait, les fournisseurs de services Internet se doivent de prémunir leurs clients des attaques basées sur la technique de l’usurpation d’identité. Ces dits fournisseurs comptent sur les protocoles de routage qu’ils déroulent pour participer au bon acheminement des données de leurs clients. Cependant, le protocole intra-domaine OSPF et le protocole inter-domaine BGP sont vulnérables aux attaques utilisant la technique de l’usurpation d’identité qui peuvent conduire à l’acheminement des paquets vers des destinataires non légitimes ou au déni de service. Nous proposons donc deux mécanismes dédiés respectivement au protocole intra-domaine OSPF et au protocole inter-domaine BGP. D’une part, afin de protéger les routeurs OSPF contre les attaques utilisant la technique d’usurpation d’identité, nous avons préconisé le stockage de l’identité et du matériel cryptographique dans un coffre-fort électronique que sont les cartes à puce. Les cartes déroulent ensuite un algorithme de dérivation de clés avec les cartes des routeurs voisins ainsi qu’avec celle du routeur désigné. Les clés dérivées entre les cartes à puce servent à signer les messages OSPF et à authentifier le niveau MAC. Nous avons décrit par la suite la plateforme du démonstrateur et les scénarios de tests adoptés pour évaluer les performances de notre prototype et les comparer avec ceux du logiciel Quagga sur la base de trois critères : le temps requis pour traiter une annonce d'état de liens, le temps de convergence ainsi que le temps de re-calcul d’une table de routage après un changement. Ces temps augmentent peu avec l’introduction de la carte à puce implémentant les fonctions de sécurité proposées. Ainsi, cette solution permet de renforcer la sécurité du protocole OSPF avec un impact raisonnable sur les performances. D’autre part, afin de protéger les routeurs BGP contre les attaques utilisant la technique d’usurpation d’identité, nous avons préconisé la « clustérisation » des domaines Internet et la sécurisation des liens entre les clusters ainsi qu’au sein de chacun d’eux grâce aux paradigmes de « web of trust » et de la cryptographie sans certificats […] / More and more organizations are computerized and more an organization is great, plus it can be the target of Internet attacks. Moreover, some of them have a growing number of electronic equipments that can be connected to the Internet from various locations (home, car, workplace, etc.). These devices form a so-called personal area network that allows the development of new applications centered on users. The ISPs can then expand their service offerings by providing a secure supply of such networks. According to the report of the firm “Arbor Networks”, entitled "Worldwide Infrastructure Security Report ", the most severe threats are related to distributed denial of service. This type of attack aims to make available a service by preventing legitimate users from using it. It uses the technique of identity theft that involves the creation of packages (like IP, ARP, etc.) with a forged source address and that in order to usurp the Identity of the issuer or of the computer system. Thus, the technique of identity theft allows to render a service unavailable, to listen, to corrupt, to block traffic from Internet users or to undermine the legitimate operation of routing protocols and personal networks. Moreover, the technique of identity theft is also used for prohibited activities by "HADOPI" law in France and related to illegal downloading issues. Thus, the ISPs have a duty to protect their customers from attacks based on the technique of identity theft. The mechanisms of protection against spoofing attacks for access networks are crucial for customer adoption of new applications offered by Internet service providers. This part of the doctoral thesis is part of the European project “MAGNET Beyond" whose vision is to put into practice the concept of personal networks, with the ultimate objective to design, develop, prototype and validate the concept. In the context of user equipment’s access to the network of an Internet services provider from a public place, we proposed a cross-layer protocol based on the principles of information theory. This protocol fixes the security hole not addressed by other proposals that is the attack of identity theft that occurs at the beginning of communication and thus protects users against the middle man attacks. We proposed that the person who wants to have secure access to the Internet must be on a specific circle has been called "RED POINT" so that the attacker is not able to be on the same circle at the same time. The proposed cross-layer protocol can be divided into three phases: the phase of checking the position of the user, the extraction phase of the shared secret of the physical layer and the phase of the derivation of the shared key at the MAC layer. We subsequently validated our solution through a formal tool AVISPA and presented the results of its implementation. In a private context, communication between devices convey users' personal data which may be confidential, so we must prevent equipment not belonging to the legitimate user to access its network. Thus, we proposed two mechanisms of protection against attacks based on spoofing so that illegitimate equipment is unable to impersonate legitimate equipment. The first phase will be dedicated to personal networks and the second will be dedicated to the particular case of medical networks. Regarding the mechanism dedicated to personal networks, we have proposed the use of a protocol based on out-of-band channel in order to provide certificates to user equipments. We derive bilateral key for personal network’s equipments of the same site and between equipments at remote sites. Concerning the particular case of medical networks, we proposed to cover their deployment phases and their operational phases. This proposal was submitted to the IEEE 802.15.6 working group that conducts research for the standardization of medical networks […]