Les compagnies font face à d'énormes coûts pour maintenir leurs applications informatiques. Au fil des ans, le code de ces applications a accumulé des connaissances corporatives importantes (règles d'affaires et décisions de conception). Mais, après plusieurs années d'opération et d'évolution de ce code, ces connaissances deviennent difficiles à récupérer. Les développeurs doivent donc consacrer beaucoup de leur temps à l'analyser: une activité connue sous le nom de « compréhension du logiciel ». Comme il a été estimé que cette activité accapare entre 50 % et 90 % du travail d'un développeur, simplifier le processus de compréhension du logiciel peut avoir un impact significatif dans la réduction des coûts de développement et de maintenance. L'une des solutions au problème de compréhension du logiciel est la rétro-ingénierie. Celle-ci est le processus d'analyse du code source d'une application pour (1) identifier les composantes de l'application et les relations entre ces composantes et (2) créer une représentation de haut niveau de l'application. Plusieurs approches ont été proposées pour la rétro-ingénierie ; cependant, la représentation abstraite du code source extraite par la plupart de ces approches combine la logique d'affaires de l'application et son architecture (ou son infrastructure). Dans ce mémoire, nous présentons une nouvelle approche qui permet d'analyser le code source d'une application orientée objet afin d'en extraire un modèle abstrait ne décrivant que les règles d'affaires de cette application. Ce modèle prend la forme d'un diagramme de classes UML, présentant les classes d'affaires de cette application ainsi que les relations entre ces classes. Cette approche a été validée sur plusieurs systèmes (écrits en Java) de différentes tailles. L'approche donne de bons résultats pour les systèmes possédant une bonne architecture et un bon style de programmation. Dans le cas contraire, les résultats sont moins convaincants.

Ce mémoire traite de stratégies d'assemblage et de désassemblage dans un contexte de maintenance et de valorisation de produits en fin de cycle de vie. L'objectif visé est de proposer une stratégie de désassemblage permettant d'effectuer rapidement et économiquement les actions de maintenance ou de récupérer efficacement des composants d'un produit. Le mémoire analyse les principales stratégies de désassemblage proposées dans la littérature. Les méthodes de résolution du désassemblage sont étudiées en considérant, les besoins, les types de produits et le niveau de désassemblage. Parmi les méthodes examinées, on retrouve les réseaux de pétri, les algorithmes génétiques et des algorithmes basés sur la géométrie des composants. Ces démarches se traduisent en outils d'aide à décision pour le développement et la mise en œuvre de stratégies de désassemblage. Finalement, ces différentes stratégies étudiées sont classées et comparées en fonction de leurs capacités, de leurs limites, et des différents objectifs.

Cette thèse aborde le problème de la reconstruction des composants d'un système de transmission à partir de l'interception d'une communication bruitée. Les deux grandes parties de ce travail s'intéressent successivement aux deux maillons principaux de la chaîne~: le brasseur et le code correcteur d'erreur, dans l'ordre où ils doivent être traités par l'attaquant, c'est-à-dire dans l'ordre inverse de leur apparition dans la chaîne de transmission.<br /><br />La première partie traite donc du problème de la reconstruction d'un code linéaire binaire à partir de la connaissance de mots de code bruités. Dans un premier temps, nous présentons et analysons une méthode suggérée par A. Valembois dans sa thèse. Cette analyse nous amène à présenter un nouveau test statistique permettant de trouver des mots susceptibles d'appartenir au dual du code utilisé lors de la transmission. Puis nous présentons un nouvel algorithme de décodage fondé sur les techniques classiques de décodage<br />itératif. Cet algorithme nous permet de corriger des erreurs même si certaines des équations de parité trouvées par le test statistique ne sont pas valides. Nous décrivons alors un nouvel algorithme de reconstruction utilisant cet algorithme de décodage.<br /><br />La seconde partie traite du problème de la reconstruction d'un brasseur linéaire. Dans un premier temps, nous supposons que l'attaquant dispose de la sortie exacte du brasseur. Nous présentons alors différentes techniques permettant de reconstruire un brasseur synchrone ou auto-synchronisant en fonction des hypothèses envisagées sur l'entrée du brasseur. Ensuite, nous nous intéressons au cas général et nous présentons alors une technique algébrique permettant de reconstruire un brasseur synchrone quand<br />l'attaquant connaît simplement l'image de sa sortie par une transformation linéaire par bloc et une partie de la suite en entrée.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La rétro-ingénierie consiste à reconstruire un modèle paramétrique à partir d'un nuage de points ou d'un maillage 3D représentant un objet, afin d'en déterminer le processus de conception ou de fabrication. Ce modèle correspond à une combinaison de primitives géométriques (cylindres, plans, sphères...) dont on cherche à estimer les paramètres à partir des données 3D. La rétro-ingénierie est très utilisée dans l'industrie de pièces manufacturées pour l'analyse métrologique, le contrôle non destructif ou la compréhension d'un procédé de fabrication.Cette thèse, menée en collaboration avec la société C4W, s'intéresse à l'extraction de primitives géométriques à partir d'un maillage 3D issu de la numérisation d'un objet manufacturé. La particularité de ces maillages est qu'ils contiennent de nombreuses imprécisions par rapport au plan CAO initial, engendrées à la fois par la fabrication de l'objet et par sa numérisation.Nous nous sommes d'abord intéressés à l'amélioration des techniques existantes afin d'extraire des primitives robustes aux imprécisions des données. Nous avons en particulier exploré plusieurs approches telles que la segmentation préalable du maillage, la caractérisation de la forme à l'aide des courbures et l'approximation d'une primitive par régression ou optimisation sur les points du maillage.Le second axe de cette thèse consiste à embellir le modèle paramétrique reconstruit, c'est-à-dire à régulariser les paramètres des primitives afin qu'elles respectent des relations géométriques telles que le parallélisme ou la concentricité. Nous nous sommes donc intéressés à différents aspects de la conception CAO induisant ces relations. Ainsi, nous cherchons à détecter automatiquement des éléments de références (repère, plans ou droites d'appuis) ayant permis de modéliser la pièce originale. Ces derniers servent alors de références absolues pour un embellissement global des primitives.Le troisième axe de recherche concerne la reconnaissance de motifs particuliers à partir de l'ensemble des primitives. Nous nous sommes ainsi intéressés aux entités d'usinage et aux répétitions de géométrie, fréquemment construites lors de la conception d'une pièce manufacturée. Cette seconde analyse de l'objet, plus fonctionnelle, permet de déduire de nouvelles informations liées à la fabrication d'une pièce. / A reverse engineering process allows to reconstruct a parametric model from a 3D point cloud or a 3D mesh of an object. The main objective is to retrieve information about the original modeling or fabrication process. The reconstructed model corresponds to a combination of geometric primitives (cylinders, planes, spheres...). These primitives are defined by parameters which are estimated from the 3D input data. Reverse engineering is mainly used in industry, for example in metrology analysis, non-destructive inspection or functional analysis.This thesis, in collaboration with the C4W company, concerns the extraction of geometric primitives from a digitized 3D mesh which represents a manufactured part. This type of mesh often contains many inaccuracies unlike the original CAD model. These inaccuracies can come from both fabrication and digitization processes.First, we try to improve existing techniques to extract robust primitives. Thus, we explore some approaches such as mesh segmentation, shape caracterization based on discrete curvatures and primitive fitting using regression and optimization techniques.The second research axis of this thesis concerns a process called "beautification", which tries to regularize the primitive parameters with respect to geometric relations such as parallelism or concentricity. To do that, we propose an analysis of the primitives, related to standard CAD modeling rules. So, we automatically detect reference elements (coordinate system, planes or lines). In order to guide the model reconstruction, we use these references to regularize the primitives globally.The third research axis concerns the pattern recognition from a set of primitives. So, we search for mechanical features (counterbore, pocket...) and repetitions (linear, circular...), which are often used in CAD modeling of manufactured part. This second analysis, more functionnal, allows to deduce more information related to the modeling and fabrication processes.

Nous proposons une approche “algorithme génétique” pour la reconstruction génomique. Notre approche introduit le concept d'algorithmie génétique multi-échelle : l'optimisation est conduite simultanément à une échelle locale et à une échelle globale. La fonction d'efficacité est donc hybride. Notre approche prend également en compte plusieurs types de données, dynamiques, statiques, ou imposées. Il en résulte un nouveau logiciel de reconstruction génomique, COGARE. Il est étalonné sur données simulées et comparé aux algorithmes existants. Il est utilisé sur deux cas réels, sur lesquels il révèle des capacités à renvoyer des informations pertinentes au biologiste.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche d’analyse dynamique de programmes binaires. Ce travail se place dans un contexte de rétro-conception de binaires avec des motivations liées à la sécurité : compréhension de logiciels malveillants, détection de vulnérabilités, etc. Concrètement, nous nous intéressons à retrouver des informations de haut niveau à partir d’un binaire en une seule exécution : les prototypes de fonctions, une nouvelle notion que nous nommons « couplage », et les allocateurs mémoire. L’approche proposée est basée sur des heuristiques afin d’analyser rapidement de larges programmes, et les résultats expérimentaux montrent qu’une telle approche permet d’obtenir des résultats précis.Les trois objectifs principaux de notre approche sont : 1) l’universalité - les hypothèses sur le programme à analyser sont le plus faibles possibles (pas de recompilation nécessaire, pas de source, applicable à des programmes strippés), 2) le passage à l’échelle - l’analyse se veut suffisamment légère pour pouvoir analyser de gros programmes, 3) la correction - dans les résultats produits, on cherche à minimiser les faux- positifs (par exemple, détecter des paramètres de fonction qui n’existent pas).La thèse se découpe en trois parties : une première partie dans laquelle on présente le contexte de rétro-conception dans lequel ce travail se situe, une seconde partie dans laquelle nous présentons notre approche, et une troisième partie qui détaille notre implémentation et des résultats numériques. / In this thesis, we propose a new dynamic approach to analyze binary programs. The context of this work is reverse-engineering binaries with motivations related to security: understanding malwares, detecting vulnerabilities, etc. Concretely, we focus on retrieving high-level information from a binary in a single execution: function prototypes, a new notion we name coupling, and memory allocators. The proposed approach is based on heuristics to analyze efficiently large programs, and experimental results show that with an approach leads to accurate results.The three main objectives of the approach are: 1) universality - hypothesis on the program to analyze are as weak as possible (no recompilation, no source code, possibly stripped), 2) scalability - the analysis aims to be lightweight enough to handle large programs, 3) soundness - we aim to minimize false positives in the results (e.g., detecting parameters of functions that actually do not exist).The thesis is divided in three parts: a first part presenting the context of reverse-engineering we work in, a second part in which we present our approach, and a third part to describe our implementation and numeric results.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans ce projet, nous étudions les problèmes de rétro-ingénierie et de contrôle de la qualité qui jouent un rôle important dans la fabrication industrielle. La rétro-ingénierie tente de reconstruire un modèle 3D à partir de nuages de points, qui s’apparente au problème de la reconstruction de la surface 3D. Le contrôle de la qualité est un processus dans lequel la qualité de tous les facteurs impliqués dans la production est abordée. En fait, les systèmes ci-dessus nécessitent beaucoup d’intervention de la part d’un utilisateur expérimenté, résultat souhaité est encore loin soit une automatisation complète du processus. Par conséquent, de nombreux défis doivent encore être abordés pour atteindre ce résultat hautement souhaitable en production automatisée. La première question abordée dans la thèse consiste à extraire les primitives géométriques 3D à partir de nuages de points. Un cadre complet pour extraire plusieurs types de primitives à partir de données 3D est proposé. En particulier, une nouvelle méthode de validation est proposée pour évaluer la qualité des primitives extraites. À la fin, toutes les primitives présentes dans le nuage de points sont extraites avec les points de données associés et leurs paramètres descriptifs. Ces résultats pourraient être utilisés dans diverses applications telles que la reconstruction de scènes on d’édifices, la géométrie constructive et etc. La seconde question traiée dans ce travail porte sur l’alignement de deux ensembles de données 3D à l’aide de primitives géométriques, qui sont considérées comme un nouveau descripteur robuste. L’idée d’utiliser les primitives pour l’alignement arrive à surmonter plusieurs défis rencontrés par les méthodes d’alignement existantes. Ce problème d’alignement est une étape essentielle dans la modélisation 3D, la mise en registre, la récupération de modèles. Enfin, nous proposons également une méthode automatique pour extraire les discontinutés à partir de données 3D d’objets manufacturés. En intégrant ces discontinutés au problème d’alignement, il est possible d’établir automatiquement les correspondances entre primitives en utilisant l’appariement de graphes relationnels avec attributs. Nous avons expérimenté tous les algorithmes proposés sur différents jeux de données synthétiques et réelles. Ces algorithmes ont non seulement réussi à accomplir leur tâches avec succès mais se sont aussi avérés supérieus aux méthodes proposées dans la literature. Les résultats présentés dans le thèse pourraient s’avérér utilises à plusieurs applications. / In this research project, we address reverse engineering and quality control problems that play significant roles in industrial manufacturing. Reverse engineering attempts to rebuild a 3D model from the scanned data captured from a object, which is the problem similar to 3D surface reconstruction. Quality control is a process in which the quality of all factors involved in production is monitored and revised. In fact, the above systems currently require significant intervention from experienced users, and are thus still far from being fully automated. Therefore, many challenges still need to be addressed to achieve the desired performance for automated production. The first proposition of this thesis is to extract 3D geometric primitives from point clouds for reverse engineering and surface reconstruction. A complete framework to extract multiple types of primitives from 3D data is proposed. In particular, a novel validation method is also proposed to assess the quality of the extracted primitives. At the end, all primitives present in the point cloud are extracted with their associated data points and descriptive parameters. These results could be used in various applications such as scene and building reconstruction, constructive solid geometry, etc. The second proposition of the thesis is to align two 3D datasets using the extracted geometric primitives, which is introduced as a novel and robust descriptor. The idea of using primitives for alignment is addressed several challenges faced by existing registration methods. This alignment problem is an essential step in 3D modeling, registration and model retrieval. Finally, an automatic method to extract sharp features from 3D data of man-made objects is also proposed. By integrating the extracted sharp features into the alignment framework, it is possible implement automatic assignment of primitive correspondences using attribute relational graph matching. Each primitive is considered as a node of the graph and an attribute relational graph is created to provide a structural and relational description between primitives. We have experimented all the proposed algorithms on different synthetic and real scanned datasets. Our algorithms not only are successful in completing their tasks with good results but also outperform other methods. We believe that the contribution of them could be useful in many applications.