Le test de conformité est le processus permettant de contrôler qu'un système possède un ensemble de propriétés souhaitées et se comporte conformément à certaines exigences prédéfinies. Dans ce contexte, les techniques de test passif sont utilisées lorsque le système sous test ne peut être interrompu ou l'accès aux interfaces du système est indisponible. Le test passif s'appuie sur l'observation de l'application pendant l'exécution, et la comparaison de l'observation avec le comportement attendu, défini à travers des propriétés de conformité. L'objectif de cette thèse est la définition d'une méthodologie de validation des protocoles communicants par test passif. Les approches existantes sont issues de travaux basés sur des spécifications à états finis ou de transitions étiquetées et comme tels, ils présument l'existence d'une relation de causalité entre les évènements observés dans la trace du système. Pour le traitement des protocoles basés sur des messages, comme le protocole SIP (fondamental pour les services IMS), telle causalité n’existe pas nécessairement et en outre, elle ne peut être déterminée que par la partie données du protocole. Étant donné que les techniques existantes sont optimisées pour traiter les parties de contrôle, ils présentent des limites pour les tests basés sur des parties de données: expressibilité réduite de propriétés de conformité, entre autres. Dans ce travail nous présentons une approche sur la base des messages et données pour traiter ces problèmes. Les observations dans une trace sont sous la forme de messages. Le comportement attendu est défini de manière ascendante, à partir des critères basés sur les relations entre les champs des données des messages. Des relations temporelles sont définies entre ces critères, par exemple, une propriété peut exiger que certains critères “doit être reconnu pour tous les messages dans la trace”. Notre approche permet d’exprimer des formules sur l’avenir et le passé de la trace, permettant de définir des critères plus généraux que ceux qui utilisent uniquement des parties de contrôle. Des problèmes liés à la satisfaction des propriétés et la déclaration des verdicts de conformité sont également discutés. Bien que l'observation d'un comportement défini comme une propriété est un indice de conformité, l'absence d'observation n'est pas nécessairement indicative d'une faute. Plusieurs solutions à ce problème ont été proposées et mises en œuvre dans ce travail. Enfin, notre travail présente des perspectives intéressantes en termes d'extensibilité pour la détection en ligne ou une expressivité améliorée, mais aussi car une approche basée sur des messages fournit une vision alternative aux techniques de test traditionnelles / Conformance testing is the process of checking that a system possesses a set of desired properties and behaves in accordance with some predefined requirements. In this context, passive testing techniques are used when the system under test cannot be interrupted or access to the system's interfaces is unavailable. Passive testing relies on the observation of the implementation during runtime, and the comparison of the observation with the expected behavior, defined through conformance properties. The objective of this thesis is to define a novel methodology to validate communicating protocols by passive testing. Existing approaches are derived from works with finite-state and labelled transition specifications and as such, they presume there exists a causality relation between the events observed in the implementation (the trace). When dealing with message-based protocols, such as the Session Initiation Protocol (fundamental for IMS services), such causality does not necessarily exist and furthermore, it may only be determined through data parts. Since existing techniques are optimized for dealing with control parts, they present limitations for testing based on data parts: reduced expressibility and succinctness of conformance properties, as well as problems to deal with satisfaction of properties including future conditions. In this work we present a message-based/data-centric approach for dealing with these issues. Observations in a trace are in the form of messages. Expected behavior is defined in a bottom-up fashion, starting from expected criteria that must be fulfilled by one or more messages, defined as constraints between the message data fields. Temporal relations by quantification over the criteria, e.g. a property may require that certain criteria "must be held for all messages in the trace". Our approach allows to express formulas about the future and past of the trace, allowing to define more general criteria than through control parts alone. Issues related to satisfaction of properties and declaration of conformance verdicts are also discussed here. Although observation of a behavior defined as a property is indication of conformance, lack of observation is not necessarily indicative of a fault. Several solutions to this issue have been proposed and implemented in this work. Finally, our work presents interesting perspectives, in terms of extensibility for online detection or improved expressiveness, but also since a message-based approach provides an alternative view to traditional testing techniques

L'objectif de cette thèse est d'assurer le bon comportement des aspects fonctionnels des systèmes basés sur le web. Pour atteindre cet objectif, nous nous basons dans ce manuscrit, sur deux approches différentes de test: l'approche active et l'approche passive. Le principe du test actif consiste à générer automatiquement une suite de scénarios de tests qui sera appliquée sur un système sous test pour en étudier sa conformité par rapport à ses besoins fonctionnels. Quant au test passif, il consiste à observer passivement le système sous test, sans interrompre le flux normal de ses opérations. Pour l'approche active, nous proposons une méthodologie qui permet de générer automatiquement des séquences de test afin de valider la conformité d'un système par rapport à la description formel du comportement du système. Le comportement est spécifié en utilisant un modèle formel basé sur des machines à états finis étendues temporisées (TEFSM). La génération automatique des tests est ensuite effectuée en utilisant des outils développés dans notre laboratoire et permet d'obtenir des cas de test exécutables qui permettent au moteur de test d'interagir avec une application web réel. Dans l’approche passive, nous spécifions des propriétés fonctionnelles à tester sous la forme d'invariants temporisés.Nous analysons ensuite les traces d’exécution d’un Web service composé afin d’élaborer un verdict sur sa conformité par rapport au comportement souhaité du système. Plusieurs algorithmes et outils sont fournis dans ce manuscrit pour effectuer le test actif et passif des systèmes Web. Nous avons appliqué nos méthodologies à divers systèmes (le Mission Handler et le Travel Reservation Service) pour illustrer les approches proposées sur des systèmes réels / The objective of this thesis is to ensure the proper behaviour of the functional aspects of web based systems. To achieve this goal, we proposed two different test approaches: the active approach and the passive approach. Our goal is to automatically generate a suite of active test scenarios that will be applied on a system under test to examine its compliance with respect to its functional specification, and, when interrupting the normal flow of operation is problematic, to observe the system under test with passive testing. The goal of this work is developing a method and a set of tools to test web based systems using the active and passive testing approaches. Concerning the active testing approach, we present a methodology to cover the end-to-end testing process (from building the model until the test execution). This work tackles the gap between, on the one hand, generating abstract test cases from abstract models and, on the other hand, developing methods allowing concretizing these tests and automatically applying them on a real applications. Then, concerning the passive test approach, we present a methodology and a new tool for observing the behaviour of the communications of the web applications with external web services (for SOA based web applications) in order to check whether the observed behaviour is correct. All the methodologies and tools presented in this work are applied on two industrial case studies, Mission Handler and Travel Reservation Service, in order to validate our contributions in active and passive testing respectively

Dans le domaine des réseaux, le test de protocoles de communication est une activité importante afin de valider les protocoles applications avant de les mettre en service. Généralement, les services qu'un protocole doit fournir sont décrits dans sa spécification. Cette spécification est une norme ou un standard défini par des organismes de normalisation tels que l'ISO (International Standards Organisation), l'IETF (Internet Engineering Task Force), l'ITU (International Telecommunication Union), etc. Le but du test est de vérifier que les implémentations du protocole fonctionnent correctement et rendent bien les services prévus. Pour atteindre cet objectif, différentes méthodes de tests peuvent être utilisées. Parmi eux, le test de conformité vérifie qu'un produit est conforme à sa spécification. Le test de robustesse vérifie les comportements de l'implémentation de protocole face à des événements imprévus. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement au test d'interopérabilité, qui vise à vérifier que plusieurs composants réseaux interagissent correctement et fournissent les services prévus. L'architecture générale de test d'interopérabilité fait intervenir un système sous test (SUT) composé de plusieurs implémentations sous test (IUT). Les objectifs du test d'interopérabilité sont à la fois de vérifier que plusieurs implémentations (basées sur des protocoles conçus pour fonctionner ensemble) sont capables d'interagir et que, lors de leur interaction, elles rendent les services prévus dans leurs spécifications respectives. En général, les méthodes de test d'interopérabilité peuvent être classées en deux grandes approches: le test actif et le test passif. Le test actif est une technique de validation très populaire, dont l'objectif est essentiellement de tester les implémentations (IUT), en pratiquant une suite de contrôles et d'observations sur celles-ci. Cependant, une caractéristique fondamentale du test actif est que le testeur possède la capacité de contrôler les IUTs. Cela implique que le testeur perturbe le fonctionnement normal du système testé. De ce fait, le test actif n'est pas une technique appropriée pour le test d'interopérabilité, qui est souvent effectué dans les réseaux opérationnels, où il est difficile d'insérer des entrées arbitraires sans affecter les services ou les fonctionnements normaux des réseaux. A l'inverse, le test passif est une technique se basant uniquement sur les observations. Le testeur n'a pas besoin d'agir sur le SUT notamment en lui envoyant des stimuli. Cela permet au test d'être effectué sans perturber l'environnement normal du système sous test. Le test passif possède également d'autres avantages comme par exemple, pour les systèmes embarqués où le testeur n'a pas d'accès direct, de pourvoir effectuer le test en collectant des traces d'exécution du système, puis de détecter les éventuelles erreurs ou déviations de ces traces vis-à-vis du comportement du système. / In the field of networking, testing of communication protocols is an important activity to validate protocol applications before commercialisation. Generally, the services that must be provided by a protocol are described in its specification(s). A specification is generally a standard defined by standards bodies such as ISO (International Standards Organization), IETF (Internet Engineering Task Force), ITU (International Telecommunication Union), etc. The purpose of testing is to verify that the protocol implementations work correctly and guarantee the quality of the services in order to meet customers expectations. To achieve this goal, a variety of testing methods have been developed. Among them, interoperability testing is to verify that several network components cooperate correctly and provide expected services. Conformance testing verifies that a product conforms to its specification. Robustness testing determines the degree to which a system operates correctly in the presence of exceptional inputs or stressful environmental conditions. In this thesis, we focus on interoperability testing. The general architecture of interoperability testing involves a system under test (SUT), which consists of at least two implementations under test (IUT). The objectives of interoperability testing are to ensure that interconnected protocol implementations are able to interact correctly and, during their interaction, provide the services predefined in their specifications. In general, the methods of interoperability testing can be classified into two approaches: active and passive testing. Among them, active test is the most conventionally used technique, which aims to test the implementations (IUT) by injecting a series of test messages (stimuli) and observing the corresponding outputs. However, the intrusive nature of active testing is that the tester has the ability to control IUTS. This implies that the tester interrupts inevitably the normal operations of the system under test. In this sense, active testing is not a suitable technique for interoperability testing, which is often carried out in operational networks. In such context, it is difficult to insert arbitrary testing messages without affecting the normal behavior and the services of the system. On the contrary, passive testing is a technique based only on observation. The tester does not need to interact with the SUT. This allows the test to be carried out without disturbing the normal operations of the system under test. Besides, passive testing also has other advantages such as: for embedded systems to which the tester does not have direct access, test can still be performed by collecting the execution traces of the system and then detect errors by comparing the trace with the behavior of the system described in its specification. In addition, passive testing makes it possible to moniter a system over a long period, and report abnomality at any time.

Ce manuscrit de thèse porte sur le problème du test basé modèle de systèmes de production existants, tels ceux de notre partenaire industriel Michelin, l’un des trois plus grands fabricants de pneumatiques au monde. Un système de production est composé d’un ensemble de machines de production contrôlées par un ou plusieurs logiciels au sein d’un atelier dans une usine. Malgré les nombreux travaux dans le domaine du test basé modèle, l’écriture de modèles permettant de décrire un système sous test ou sa spécification reste un problème récurrent, en partie à cause de la complexité d’une telle tâche. De plus, un modèle est utile lorsqu’il est à jour par rapport à ce qu’il décrit, ce qui implique de le maintenir dans le temps. Pour autant, conserver une documentation à jour reste compliqué puisqu’il faut souvent le faire manuellement. Dans notre contexte, il est important de souligner le fait qu’un système de production fonctionne en continu et ne doit être ni arrêté ni perturbé, ce qui limite l’usage des techniques de test classiques. Pour pallier le problème de l’écriture de modèles, nous proposons une approche pour construire automatiquement des modèles depuis des séquences d’événements observés (traces) dans un environnement de production. Pour se faire, nous utilisons les informations fournies par les données échangées entre les éléments qui composent un système de production. Nous adoptons une approche boîte noire et combinons les notions de système expert, inférence de modèles et machine learning, afin de créer des modèles comportementaux. Ces modèles inférés décrivent des comportements complets, enregistrés sur un système analysé. Ces modèles sont partiels, mais également très grands (en terme de taille), ce qui les rend difficilement utilisable par la suite. Nous proposons une technique de réduction spécifique à notre contexte qui conserve l’équivalence de traces entre les modèles de base et les modèles fortement réduits. Grâce à cela, ces modèles inférés deviennent intéressant pour la génération de documentation, la fouille de données, mais également le test. Nous proposons une méthode passive de test basé modèle pour répondre au problème du test de systèmes de production sans interférer sur leur bon fonctionnement. Cette technique permet d’identifier des différences entre deux systèmes de production et réutilise l’inférence de modèles décrite précédemment. Nous introduisons deux relations d’implantation : une relation basée sur l’inclusion de traces, et une seconde relation plus faible proposée, pour remédier au fait que les modèles inférés soient partiels. Enfin, ce manuscrit de thèse présente Autofunk, un framework modulaire pour l’inférence de modèles et le test de systèmes de production qui aggrège les notions mentionnées précédemment. Son implémentation en Java a été appliquée sur différentes applications et systèmes de production chez Michelin dont les résultats sont donnés dans ce manuscrit. Le prototype développé lors de la thèse a pour vocation de devenir un outil standard chez Michelin. / This thesis tackles the problem of testing (legacy) production systems such as those of our industrial partner Michelin, one of the three largest tire manufacturers in the world, by means of Model-based Testing. A production system is defined as a set of production machines controlled by a software, in a factory. Despite the large body of work within the field of Model-based Testing, a common issue remains the writing of models describing either the system under test or its specification. It is a tedious task that should be performed regularly in order to keep the models up to date (which is often also true for any documentation in the Industry). A second point to take into account is that production systems often run continuously and should not be disrupted, which limits the use of most of the existing classical testing techniques. We present an approach to infer exact models from traces, i.e. sequences of events observed in a production environment, to address the first issue. We leverage the data exchanged among the devices and software in a black-box perspective to construct behavioral models using different techniques such as expert systems, model inference, and machine learning. It results in large, yet partial, models gathering the behaviors recorded from a system under analysis. We introduce a context-specific algorithm to reduce such models in order to make them more usable while preserving trace equivalence between the original inferred models and the reduced ones. These models can serve different purposes, e.g., generating documentation, data mining, but also testing. To address the problem of testing production systems without disturbing them, this thesis introduces an offline passive Model-based Testing technique, allowing to detect differences between two production systems. This technique leverages the inferred models, and relies on two implementation relations: a slightly modified version of the existing trace preorder relation, and a weaker implementation proposed to overcome the partialness of the inferred models.Overall, the thesis presents Autofunk, a modular framework for model inference and testing of production systems, gathering the previous notions. Its Java implementation has been applied to different applications and production systems at Michelin, and this thesis gives results from different case studies. The prototype developed during this thesis should become a standard tool at Michelin.

De nos jours, divers systèmes ou organisations peuvent collaborer et échanger des informations ou des services. Ainsi grâce à cette collaboration, ces derniers vont pouvoir travailler ensemble et mener des échanges afin d'atteindre un but commun. Ceci ne peut pas être réalisé sans des problèmes de sécurité. Pour collaborer chaque participant doit définir une politique d'interopérabilité. Cette politique sera en charge de : (i) définir les informations et les ressources partageables et (ii) définir les privilèges d'accès des utilisateurs qui participent à un projet commun qui nécessite une collaboration. Pour garantir un certain niveau de sécurité, il est indispensable de vérifier si le comportement des systèmes des différents participants respecte bien leurs politiques de sécurité. Pour atteindre cet objectif, nous proposons une méthode pour tester les politiques d'interopérabilité en se basant sur deux approches différentes de test : l'approche active et l'approche passive. Le principe de test actif consiste à générer automatiquement une suite de scenarios de test qui peuvent être appliqués sur un système sous test pour étudier sa conformité par rapport à ses besoins en matière de sécurité. Quant au test passif, il consiste à observer passivement le système sous test sans interrompre le flux normal de ses opérations. Dans notre étude nous avons remarqué que les techniques de test actif et passif sont complémentaires pour tester les politiques d'interopérabilité contextuelles. Une politique est dite contextuelle si l'activation de chacune de ses règles est conditionnée par des contraintes qui peuvent être liées à l'environnement de la collaboration ou à chaque participant. Afin de pouvoir générer automatiquement les scenarios de test, il est indispensable de modéliser les politiques d'interopérabilité et le comportement fonctionnel des participants. Dans cette thèse, nous proposons une méthode pour intégrer les politiques d'interopérabilité dans les modèles fonctionnels des participants afin d'obtenir un modèle sécurisé des participants. Le comportement fonctionnel des participants est modélisé par un modèle formel basé sur des automates à états finis. Tandis que les besoins de sécurité sont spécifiés en utilisant le modèle formel OrBAC et son extension O2O. De plus, nous proposons une méthode fondée sur la technique de model checking pour vérifier si le comportement des modèles utilisés dans notre processus de test respecte bien les politiques de sécurité. La génération de cas de test est ensuite effectuée en utilisant un outil développé dans notre laboratoire. Cet outil permet d'obtenir des cas de test abstraits décrits dans des notations standards (TTCN) facilitant ainsi leur portabilité. Dans l'approche de test passif, nous spécifions la politique d'interopérabilité que le système doit respecter en utilisant un langage temporel de premier ordre. Nous analysons ensuite les traces d'exécutions des participants afin d'élaborer un verdict sur leur conformité par rapport à la politique d'interopérabilité. Finalement, nous avons appliqué nos méthodes sur un cas d'usage d’un réseau hospitalier. Cette application permet de démontrer l’efficacité et la fiabilité des approches proposées / Nowadays, there is an increasing need for interaction in business community. In such context, organizations collaborate with each other in order to achieve a common goal. In such environment, each organization has to design and implement an interoperability security policy. This policy has two objectives: (i) it specifies the information or the resources to be shared during the collaboration and (ii) it define the privileges of the organizations’ users. To guarantee a certain level of security, it is mandatory to check whether the organizations’ information systems behave as required by the interoperability security policy. In this thesis we propose a method to test the behavior of a system with respect to its interoperability security policies. Our methodology is based on two approaches: active testing approach and passive testing approach. We found that these two approaches are complementary when checking contextual interoperability security policies. Let us mention that a security policy is said to be contextual if the activation of each security rule is constrained with conditions. The active testing consists in generating a set of test cases from a formal model. Thus, we first propose a method to integrate the interoperability security policies in a formal model. This model specifies the functional behavior of an organization. The functional model is represented using the Extended Finite Automata formalism, whereas the interoperability security policies are specified using OrBAC model and its extension O2O. In addition, we propose a model checking based method to check whether the behavior of a model respects some interoperability security policies. To generate the test cases, we used a dedicated tool developed in our department. The tool allows generating abstract test cases expressed in the TTCN notation to facilitate its portability. In passive testing approach, we specify the interoperability policy, that the system under test has to respect, with Linear Temporal logics. We analyze then the collected traces of the system execution in order to deduce a verdict on their conformity with respect to the interoperability policy. Finally, we show the applicability of our methods though a hospital network case study. This application allows to demonstrate the effectiveness and reliability of the proposed approaches

En raison de la complexité croissante des systèmes réactifs, le test est devenu un des éléments essentiels dans le processus de leur développement. Les tests de conformité avec des méthodes formelles concernent la correction du contrôle fonctionnel, par le biais des tests d'un système en boîte noire avec une spécification formelle du système. Les techniques passives de test sont utilisées lorsque l’exécution des systèmes testés ne peut pas être perturbée ou l'interface du système n'est pas fournie. Les techniques passives de test sont fondées sur l'observation et la vérification des propriétés du comportement d'un système sans interférer avec son fonctionnement normal. Les tests contribuent également à établir les comportements anormaux pendant l’exécution sur la base de l'observation de toute déviation d'un comportement prédéterminé. L'objectif principal de cette thèse est de présenter une nouvelle approche pour la mise en place des tests passifs fondés sur l'analyse des parties contrôle et données du système sous test. Au cours des dernières décennies, de nombreuses théories et outils ont été développés pour effectuer les tests de conformité. De fait, les spécifications ou les propriétés des systèmes réactifs sont souvent modélisés par différentes variantes de Labeled Transition Systems (LTS). Toutefois, ces méthodes ne prennent pas explicitement en compte les parties données du système, étant donné que le modèle sous-jacent de LTS n’est pas en mesure de le faire. Par conséquent, avec ces approches il est nécessaire d'énumérer les valeurs des données avant la modélisation du système. Cela conduit souvent au problème de l'explosion combinatoire de l'état-espace. Pour palier à cette limitation, nous avons étudié un modèle appelé Input-Output Symbolic Transition Systems (IOSTS) qui inclut explicitement toutes les données d'un système réactif. De nombreuses techniques de tests passives prennent uniquement en considération la partie du contrôle du système en négligeant les données, ou elles sont confrontées à une quantité énorme de données du processus. Dans notre approche, nous prenons en compte la partie contrôle et données en intégrant les concepts d'exécution symbolique et nous améliorons l'analyse de traces en introduisant des techniques de slicing des traces d’exécution. Les propriétés sont décrites à l'aide d'IOSTS et nous illustrons dans notre approche comment elles peuvent être testées sur l'exécution réelle des traces en optimisant l'analyse. Ces propriétés peuvent être conçues pour tester la conformité fonctionnelle d'un protocole ainsi que des propriétés de sécurité. Au-delà de l'approche théorique, nous avons développé un outil logiciel qui implémente les algorithmes présentés dans nos travaux. Enfin, comme preuve de concept de notre approche et de l'outil logiciel, nous avons appliqué les techniques à deux études de cas réels : le protocole SIP et le protocole Bluetooth / Due to the increasing complexity of reactive systems, testing has become an important part in the process of the development of such systems. Conformance testing with formal methods refers to checking functional correctness, by means of testing, of a black-box system under test with respect to a formal system specification, i.e., a specification given in a language with a formal semantics. In this aspect, passive testing techniques are used when the implementation under test cannot be disturbed or the system interface is not provided. Passive testing techniques are based on the observation and verification of properties on the behavior of a system without interfering with its normal operation, it also helps to observe abnormal behavior in the implementation under test on the basis of observing any deviation from the predefined behavior. The main objective of this thesis is to present a new approach to perform passive testing based on the analysis of the control and data part of the system under test. During the last decades, many theories and tools have been developed to perform conformance testing. However, in these theories, the specifications or properties of reactive systems are often modeled by different variants of Labeled Transition Systems (LTS). However, these methodologies do not explicitly take into account the system's data, since the underlying model of LTS are not able to do that. Hence, it is mandatory to enumerate the values of the data before modeling the system. This often results in the state-space explosion problem. To overcome this limitation, we have studied a model called Input-Output Symbolic Transition Systems (IOSTS) which explicitly includes all the data of a reactive system. Many passive testing techniques consider only the control part of the system and neglect data, or are confronted with an overwhelming amount of data values to process. In our approach, we consider control and data parts by integrating the concepts of symbolic execution and we improve trace analysis by introducing trace slicing techniques. Properties are described using Input Output Symbolic Transition Systems (IOSTSs) and we illustrate in our approach how they can be tested on real execution traces optimizing the trace analysis. These properties can be designed to test the functional conformance of a protocol as well as security properties. In addition to the theoretical approach, we have developed a software tool that implements the algorithms presented in this paper. Finally, as a proof of concept of our approach and tool we have applied the techniques to two real-life case studies: the SIP and Bluetooth protocol

De nos jours, la propagation rapide des technologies de communication, de stockage de données et des web services encouragent les entreprises à collaborer entre elles formant ainsi un environnement multi-organisationnels. Ces entreprises participent à cet environnement afin de profiter des opportunités offertes tels que: (1) la possibilité d'utilisation des ressources et des services externes et professionnels (2) la réduction du temps de production et (3) les bénéfices résultant des effets de synergie. Toutefois, cette collaboration n'est pas parfaite. Des nombreux problèmes peuvent apparaître tels que l'utilisation malveillante des ressources, la divulgation des données ou des services inadéquats. Par conséquent, la sécurité est une préoccupation importante des participants. Les principaux défis de sécurité pour un participant sont la gestion de la confiance et le contrôle d'accès. Dans cette thèse, nous avons abordé en particulier ces deux domaines et nous proposons une nouvelle approche de gestion de la confiance pour les systèmes mutli-organisationnels. Notre approche est divisée en quatre parties. Tout d'abord, nous avons défini un modèle de confiance basé sur la notion des vecteurs. Ces derniers sont composés d'un ensemble de paramètres qui permettent de fournir un degré de confiance sous certaines conditions. Dans notre approche, nous envisageons deux types de vecteurs. D'une part, un vecteur lié à une relation entre un utilisateur et une organisation et d'autre part un vecteur qui relie deux organisations. De plus, nous avons montré comment évaluer et partager ces vecteurs entre les organisations, et comment utiliser les informations évaluées pour améliorer la sécurité. Concernant notre deuxième contribution, nous avons intégré ce nouveau modèle de confiance dans le modèle de contrôle d'accès OrBAC (Organization Based Access Control). Cette intégration a donné naissance à notre modèle TRUST-OrBAC. En outre, nous avons appliqué cette solution à un cas d'étude de collaboration entre des entreprises. Troisièmement, nous avons proposé une nouvelle ontologie de confiance basée sur des concepts de contrôle d'accès. Cette ontologie sera utilisée pour partager les degrés de confiance entre les participants et pour définir l'équivalence entre leurs objectifs. Ainsi, comment définir cette relation de confiance, comment comprendre l'objectif de la confiance d'un demandeur, et comment évaluer la valeur de la recommandation sont toutes des problématiques auxquelles nous avons essayé de répondre dans le cadre de ce travail. Quatrièmement, nous avons amélioré notre travail par la conception d'une approche de test passif afin d'évaluer le comportement d'un utilisateur. Cette contribution a été basée sur l'outil de test MMT (Montimage Monitoring Tool). Finalement, nous avons conçu une architecture sécurisée d'un système distribué en se basant sur nos contributions / The widespread of inexpensive communication technologies, distributed data storage and web services mechanisms currently urge the collaboration among organizations. Partners are participating in this environment motivated by several advantages such as: (1) the ability to use external and professional resources, services and knowledge, (2) the reduction of time-consuming requirements and (3) the benefaction of experts experience. However, this collaboration is not perfect since several problems can arise such as the misuse of resources, disclosure of data or inadequate services. Therefore, security is an important concern of the participants. In particular trust management and access control are one of the major security issues for an organization. This thesis addresses these two areas in particular. It proposes a novel and comprehensive trust framework for Multi-Organization Environments. Our approach is organized in four parts. First, we propose a vector based model approach for defining trust vectors. These vectors evaluate a set of requirements, under conditions, and provide a degree of confidence. In our approach, we consider two different types of vectors. On the one hand, a vector that links a user to an organization and, on the other hand, a vector that links two organizations. We also show how these vectors are evaluated and shared among the different organizations, and how we combine the provided trust information in order to enhance the security. Second, the TRUST-OrBAC model was designed to add the previous trust approach to the ORBAC model. Moreover, this solution was applied with a real collaboration network between companies. Third, we present a trust ontology methodology based on access control concepts. This ontology will be used to share the trust beliefs between participants and to make equivalence between their trust objectives. How to define this trust relationship, how to understand the trust objective of a requester, and how to evaluate the recommendation value is addressed in this thesis. Fourth, we improve our work by designing a passive testing approach in order to evaluate the behavior of a user. This contribution is based on the monitoring tool MMT. Finally the entire architecture of our system is proposed

De manière générale, en informatique, les vulnérabilités logicielles sont définies comme des cas particuliers de fonctionnements non attendus du système menant à la dégradation des propriétés de sécurité ou à la violation de la politique de sécurité. Ces vulnérabilités peuvent être exploitées par des utilisateurs malveillants comme brèches de sécurité. Comme la documentation sur les vulnérabilités n'est pas toujours disponible pour les développeurs et que les outils qu'ils utilisent ne leur permettent pas de les détecter et les éviter, l'industrie du logiciel continue à être paralysée par des failles de sécurité. Nos travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre du projet Européen SHIELDS et portent sur les techniques de modélisation et de détection formelles de vulnérabilités. Dans ce domaine, les approches existantes sont peu nombreuses et ne se basent pas toujours sur une modélisation formelle précise des vulnérabilités qu'elles traitent. De plus, les outils de détection sous-jacents produisent un nombre conséquent de faux positifs/négatifs. Notons également qu'il est assez difficile pour un développeur de savoir quelles vulnérabilités sont détectées par chaque outil vu que ces derniers sont très peu documentés. En résumé, les contributions réalisées dans le cadre de cette thèse sont les suivantes: Définition d'un formalisme tabulaire de description de vulnérabilités appelé template. Définition d'un langage formel, appelé Condition de Détection de Vulnérabilité (VDC). Une approche de génération de VDCs à partir des templates. Définition d'une approche de détection de vulnérabilités combinant le model checking et l'injection de fautes. Évaluation des deux approches / In general, computer software vulnerabilities are defined as special cases where an unexpected behavior of the system leads to the degradation of security properties or the violation of security policies. These vulnerabilities can be exploited by malicious users or systems impacting the security and/or operation of the attacked system. Since the literature on vulnerabilities is not always available to developers and the used tools do not allow detecting and avoiding them; the software industry continues to be affected by security breaches. Therefore, the detection of vulnerabilities in software has become a major concern and research area. Our research was done under the scope of the SHIELDS European project and focuses specifically on modeling techniques and formal detection of vulnerabilities. In this area, existing approaches are limited and do not always rely on a precise formal modeling of the vulnerabilities they target. Additionally detection tools produce a significant number of false positives/negatives. Note also that it is quite difficult for a developer to know what vulnerabilities are detected by each tool because they are not well documented. Under this context the contributions made in this thesis are: Definition of a formalism called template. Definition of a formal language, called Vulnerability Detection Condition (VDC), which can accurately model the occurrence of a vulnerability. Also a method to generate VDCs from templates has been defined. Defining a second approach for detecting vulnerabilities which combines model checking and fault injection techniques. Experiments on both approaches

L'ingénierie orientée services est un nouveau paradigme pour développer des logiciels distribués et collaboratifs. Un tel logiciel se compose de plusieurs entités, appelés services, chacun d'entre eux étant par exemple une application Web, un service Web, ou même un humain. Les services peuvent être développés indépendamment et sont composés pour atteindre quelques exigences. Les chorégraphies de service définissent ces exigences avec une perspective globale, basée sur les interactions entre des participants qui sont implémentés en tant que services. Cette thèse vise à formaliser des problèmes et tente d'élaborer un environnement intégré avec lequel les chorégraphies de services peuvent être développés correctement pour les deux types d'approches de développement: l'approche descendante et l'approche ascendante. Elle consiste à analyser la relation entre une spécification de chorégraphie et une implémentation de la chorégraphie au niveau du modèle et aussi au niveau de l'implémentation réelle. Particulièrement, il s'agit de la composition/décomposition des services, la vérification, et le test de l'implémentation de chorégraphie. Le premier point-clé de notre environnement intégré est de représenter le passage de valeurs entre les services en utilisant la technique symbolique et un solveur SMT. Cette technique nous permet de réduire les faux négatifs et de contourner le problème d'explosion combinatoire de l'espace d'états, ces problèmes sont durs à l'abstraction et à l'énumération des valeurs pour les approches existantes basées données. Le second point-clé est le test passif boîte noire de l'implémentation de chorégraphie. Il ne nécessite pas d'accéder au code source, ni de rendre indisponible l'implémentation pendant le processus de test. Notre environnement intégré est mis en œuvre dans nos outils qui sont disponibles en téléchargement ou à utiliser en ligne à l’adresse http://schora.lri.fr. / Service-oriented engineering is an emerging software development paradigm for distributed collaborative applications. Such an application is made up of several entities abstracted as services, each of them being for example a Web application, a Web service, or even a human. The services can be developed independently and are composed to achieve common requirements through interactions among them. Service choreographies define such requirements from a global perspective, based on interactions among a set of participants. This thesis aims to formalize the problems and attempts to develop a framework by which service choreographies can be developed correctly for both top-down and bottom-up approaches. It consists in analyzing the relation between a choreography specification and a choreography implementation at both model level and real implementation level. Particularly, it concerns the composition/decomposition service design, the verification, and the testing of choreography implementation. The first key point of our framework is to support value-passing among services by using symbolic technique and SMT solver. It overcomes false negatives or state space explosion issues due by abstracting or limiting the data domain of value-passing in existing approaches. The second key point is the black-box passive testing of choreography implementation. It does not require neither to access to source codes nor to make the implementation unavailable during the testing process. Our framework is fully implemented in our toolchains, which can be downloaded or used online at address: http://schora.lri.fr.