Ce travail montre comment un formalisme logique, la logique de configuration, est intégré au sein d'un outil de gestion de configuration de réseaux, ValidMaker. Le principal objectif de ce travail est de démontrer que la logique de configuration est particulièrement bien adaptée à la vérification automatique de configuration de réseaux. À cette fin, nous développons un exemple réel de configuration de réseaux et nous trouvons des règles qui doivent être vérifiées pour qu'une telle configuration soit fonctionnelle. Ensuite, nous expliquons comment nous avons implanté la logique de configuration dans ValidMaker et nous illustrons le fonctionnement de notre algorithme de vérification.

Nous etendons les logiques temporelles du temps alternant ATL et ATL* au moyen de contextes strategiques et de contraintes sur la memoire : la premiere extension permet aux agents de s'en tenir a leurs strategies lors de l'evaluation des formules, contrairement a ATL ou chaque quantificateur de strategies ecrase les strategies anterieurement selectionnees. La seconde extension permet aux quantificateurs de strategies de se restreindre aux strategies sans memoire ou avec memoire bornee. Nous avons l'etudie l'expressivite de nos logiques. Nous montrons qu'elles expriment des proprietes importantes comme l'exstence d'equilibres, et nous les comparons formellement a d'autres formalismes proches (ATL, ATL*, Game Logic, Strategy Logic, ...). Nous avons aborde les problemes de model-checking. Nous donnons un algorithme PSPACE pour la logique n'impliquant que des strategies sans memoire, et un algorithme EXPSPACE pour le cas des strategies a memoire bornee. Dans le cas general, malgre leur forte expresssivite, nous prouvons que leur model-checking reste decidable par un algorithme a base d'automates d'arbres alternants qui permet d'evaluer une formule sur la classe complete des CGS avec n joueurs. / We extend the alternating-time temporal logics ATL and ATL* with strategy contexts and memory constraints: the first extension make agents commit to their strategies during the evaluation of formulas, contrary to plain ATL where strategy quantifiers reset previously selected strategies. The second extension allows strategy quantifiers to restrict to memoryless or bounded-memory strategies. We consider expressiveness issues. We show that our logics can express important properties such as equilibria, and we formally compare them with other similar formalisms (ATL, ATL*, Game Logic, Strategy Logic, ...). We address the problem of model-checking for our logics, especially we provide a PSPACE algorithm for the sublogics involving only memoryless strategies and an EXPSPACE algorithm for the bounded-memory case. In the general case, despite the high expressiveness of these logics, we prove that their model-checking problems remain decidable by designing a tree-automata-based algorithm for model-checking ATLsc on the full class of n-player concurrent game structures.

De nos jours, la présence de réseaux à grande échelle dans notre société bouleverse nos habitudes avec l'apparition de nouveaux services distants avec des besoins en matière de sécurité de plus en plus important. Nous abordons dans cette thèse la problématique de la composition des protocoles de sécurité, nous nous focalisons notamment sur les protocoles cryptographiques ainsi que sur les politiques de contrôle d'accès. La première partie de la thèse est consacrée à la composition des protocoles cryptographiques ainsi que leurs intégration avec d'autres types de protocoles. Nous introduisons notamment la notion de mécanismes cryptographiques qui sont des protocoles cryptographiques simples qui peuvent être composés pour obtenir des protocoles plus complexes sous réserve de faire les preuves nécessaires. Nous proposons également une méthode pour la reconstitution d'éventuelles attaques. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'implémentation des politiques de contrôle d'accès par le raffinement, l'idée consiste à partir de politiques de sécurité abstraites et de les raffiner afin d'obtenir des politiques plus concrètes. Nous proposons également de combiner la technique de raffinement avec la technique de composition pour rendre plus efficace la procédure d'implémentation des politiques de contrôle d'accès / The presence of big scale networks in our modern society is affecting our usual practice, which as a result is generating the need to introduce a more and more important level of remote security services. We address in this thesis the problem of security protocols composition, we focus in particular on cryptographic protocols as well as access control policies. The first part of the thesis is dedicated to the composition of cryptographic protocols and to their integration other classes of protocols. We introduce the notion of cryptographic mechanisms. Mechanisms are simple cryptographic protocols that can be composed to obtain more complex protocols if the necessary proof obligations are discharged. We also introduce a technique for a proof based attack reconstruction. The second part of the thesis is dedicated to the deployment of access control policies using refinement, the idea consists in refining abstract policies to obtain a more concrete access control policies. We also propose to combine the refinement technique with the composition technique to obtain a more efficient access control policies deployment techniques

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

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

Dans ce mémoire nous nous intéressons à une branche de la vérification qui consiste à comparer une spécification (fonctionnement idéal) à son implémentation (système réel). Tous les deux sont sous forme de systèmes probabilistes, c’est-à-dire des systèmes dont le comportement est incertain mais quantifié par des distributions de probabilité. Il y a plusieurs méthodes disponibles pour comparer les systèmes : la bisimulation, la simulation, l’équivalence de traces, ou bien les distances qui s’adaptent au comportement probabiliste auquel nous nous intéressons. En effet, plutôt que de dire si oui ou non les deux systèmes à comparer sont « équivalents » une distance nous donne une valeur qui quantifie leur différence. Si la distance est 0 les deux systèmes sont équivalents. Il y a plusieurs notions de distances pour les systèmes probabilistes, le but de ce mémoire est de comparer trois d’entre elles : -distance, K-moment et Desharnais et al. Le principal résultat de cette comparaison est que les trois méthodes ont des résultats qui ne sont pas fondamentalement différents, bien qu’elles soient conçues de façon difficilement comparable. Il arrive souvent que les distances se suivent. Les principales différences se manifestent dans le temps de calcul, la capacité de traitement et l’atténuation du futur. Nous démontrons que les performances de chaque distance varient selon le type de système traité. Cela signifie que pour choisir la meilleure méthode, il faut déterminer le type de système que nous avons. En prenant par exemple un système dont nous n’avons pas le modèle, c’est la famille K-moment qui sera la seule capable de calculer une distance. Par ailleurs, nous avons pu intégrer dans la -distance un facteur qui atténue les différences les plus lointaines par rapport à celles plus proches. Cela nous a amené à définir une nouvelle distance : -distance atténuée.

Cette thèse propose une nouvelle approche pour la synthèse de valeurs temporelles dans les systèmes temporisés. Notre approche est basée sur la méthode inverse suivante : à partir d’une instance de référence des paramètres, nous synthétisons une contrainte sur les paramètres, garantissant le même comportement que pour l’instance de référence, abstraction faite du temps. Il en résulte un critère de robustesse pour le système. En itérant cette méthode sur des points dans un domaine paramétrique borné, nous sommes alors à même de partitionner l’espace des paramètres en bonnes et mauvaises zones par rapport à une propriété à vérifier. Ceci nous donne une cartographie comportementale du système. Cette méthode s’étend aisément aux systèmes probabilistes. Nous présentons également des variantes de la méthode inverse pour les graphes orientés valués et les processus de décision markoviens. Parmi les prototypes implémentés, IMITATOR II implémente la méthode inverse et la cartographie pour les automates temporisés. Ce prototype nous a permis de synthétiser de bonnes valeurs pour les paramètres temporels de plusieurs études de cas, dont un modèle abstrait d’une mémoire commercialisée par le fabricant de puces STMicroelectronics, ainsi que plusieurs protocoles de communication. / This thesis proposes a novel approach for the synthesis of delays for timed systems, in particular in the framework oftimed automata, a model for verifying real-time systems. Our approach relies on the following inverse method: given a reference valuation of the parameters, we synthesize a constraint on the parameters, guaranteeing the same timeabstract linear behavior as for the reference valuation. This gives a criterion of robustness to the system. By iterating this inverse method on various points of a bounded parameter domain, we are then able to partition the parametric space into good and bad zones, with respect to a given property one wants to verify. This gives a behavioral cartography of the system. This method extended to probabilistic systems allows to preserve minimum and maximum probabilities of reachability properties. We also present variants of the inverse method for directed weighted graphs and Markov Decision Processes. Several prototypes have been implemented; in particular, IMITATOR II implements the inverse method and the cartography for timed automata. It allowed us to synthesize parameter values for several case studies such as an abstract model of a memory circuit sold by the chipset manufacturer ST-Microelectronics, and various communication protocols.

Cette thèse se situe dans le contexte de la vérification fonctionnelle des circuits intégrés complexes. L’objectif de ce travail est de créer un flot de vérification conjoint au flot de conception basé sur une technique appelée "vérification basée sur les assertions(ABV)". Le concept de base du flot est le raffinement automatique des spécifications formelles données sous la forme d’assertions PSL du niveau TLM au niveau RTL. La principale difficulté est la disparité des deux domaines : au niveau TLM, les communications sont modélisées par des appels de fonctions atomiques. Au niveau RTL, les échanges sont assurés par des signaux binaires évoluant selon un protocole de communication précis. Sur la base d’un ensemble de règles de transformation temporelles formelles, nous avons réalisé un outil permettant d’automatiser le raffinement de ces spécifications. Comme le raffinement des modèles, le raffinement des assertions n’est pas entièrement automatisable : des informations temporelles et structurelles doivent être fournies par l’utilisateur. L’outil réalise la saisie de ces informations de façon ergonomique, puis procède automatiquement à la transformation temporelle et structurelle de l’assertion. Il permet la génération d’assertions RTL mais aussi hybrides. Les travaux antérieurs dans ce domaine sont peu nombreux et les solutions proposées imposent de fortes restrictions sur les assertions considérées. À notre connaissance, le prototype que nous avons mis en oeuvre est le premier outil qui réalise un raffinement temporel fondé sur la sémantique formelle d’un langage de spécification standard (PSL). / The context of this thesis is the functional verification of complex integrated circuits.The objective of our work is to create a seamless verification flow joint to the design flowand based on a proved technique called Assertions-Based Verification (ABV). The mainchallenge of TLM to RTL refinement is the disparity of these two domains : at TLM,communications are modeled as atomic function calls handling all the exchanged data.At RTL, communications are performed by signals according to a specific communicationprotocol. The proposed temporal transformation process is based on a set of formaltransformation rules. We have developed a tool performing the automatic refinement ofPSL specifications. As for design refinement assertion refinement is not fully automated.Temporal and structural information must be provided by the user, using an ergonomicinterface. The tool allows the generation of assertions in RTL but also hybrid assertions.Little work has been done before in this area, and the proposed solutions suffer from severerestrictions. To our knowledge, our prototype is the first tool that performs a temporaltransformation of assertions based on the formal semantics of a standard specificationlanguage (PSL).

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la vérification formelle de programmes. La vérification de modèle permet de s'assurer qu'une propriété est vérifiée par le modèle du système. Cette thèse étudie la vérification paramétrée de réseaux composés d'un nombre non borné de processus identiques où le nombre de processus est considéré comme un paramètre. Concernant les réseaux de protocoles probabilistes temporisés nous montrons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation sont indécidables pour des topologies de communication en cliques. Cependant, en considérant des pertes et créations probabiliste de processus ces problèmes deviennent décidables. Pour ce qui est des réseaux dans lequel les messages n'atteignent qu'une sous partie des composants choisie de manière non-déterministe, nous prouvons que le problème de l'accessibilité paramétrée est décidable grâce à une réduction à un nouveau modèle de jeux à deux joueurs distribué pour lequel nous montrons que l'on peut décider de l'existence d'une stratégie gagnante en coNP. Finalement, nous considérons des stratégies locales qui permettent d'assurer que les processus effectuent leurs choix non-déterministes uniquement par rapport a leur connaissance locale du système. Sous cette hypothèse de stratégies locales, nous prouvons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation paramétrées sont NP-complet. / This thesis deals with formal verification of distributed systems. Model checking is a technique for verifying that the model of a system under study fulfills a given property. This PhD investigates the parameterized verification of networks composed of many identical processes for which the number of processes is the parameter. Considering networks of probabilistic timed protocols, we show that the parameterized reachability and synchronization problems are undecidable when the communication topology is a clique. However, assuming probabilistic creation and deletion of processes, the problems become decidable. Regarding selective networks, where the messages only reach a subset of the components, we show decidability of the parameterized reachability problem thanks to reduction to a new model of distributed two-player games for which we prove decidability in coNP of the game problem. Finally, we consider local strategies that enforce all processes to resolve the non-determinism only according to their own local knowledge. Under this assumption of local strategy, we were able to show that the parameterized reachability and synchronization problems are NP-complete.

Le champ de notre projet de recherche est la vérification des systèmes probabilistes interactifs. Étant donnée une formule de la logique PCTL, qui décrit les spécifications d'un système probabiliste, et un modèle, nous nous intéressons à vérifier si celui-ci satisfait la formule donnée. Ceci est fait à l'aide d'une méthode formelle appelée le model-checking. Nous nous restreindrons dans ce travail aux systèmes probabilistes finis ayant une structure particulière sans cycle qu'on appellera systèmes par niveaux. Les systèmes considérés ont un nombre fini d'états et les transitions sont quantifiées avec une mesure de probabilité. Nous désirons déterminer si le model-checking d'une telle structure pourrait être amélioré en utilisant la particularité de cette structure. L'application d'un tel algorithme serait de permettre le model-checking efficace pour les systèmes continus. À cet effet, nous avons élaboré une nouvelle méthode de vérification par modelchecking adaptée aux systèmes par niveaux. Celle-ci consiste, étant donné un modèle représentant un système par niveaux et une formule logique PCTL, à déterminer si ce modèle satisfait cette formule à un niveau i donné du système considéré. À partir de cette méthode, nous avons également étudié la complexité qui lui est associée. Celle-ci a été comparée à la complexité de la méthode de vérification classique. Nous en avons conclu que la méthode élaborée est légèrement plus avantageuse en terme de temps que la méthode classique. / Le champ de notre projet de recherche est la vérification des systèmes probabilistes interactifs. Étant donnée une formule de la logique PCTL, qui décrit les spécifications d'un système probabiliste, et un modèle, nous nous intéressons à vérifier si celui-ci satisfait la formule donnée. Ceci est fait à l'aide d'une méthode formelle appelée le model-checking. Nous nous restreindrons dans ce travail aux systèmes probabilistes finis ayant une structure particulière sans cycle qu'on appellera systèmes par niveaux. Les systèmes considérés ont un nombre fini d'états et les transitions sont quantifiées avec une mesure de probabilité. Nous désirons déterminer si le model-checking d'une telle structure pourrait être amélioré en utilisant la particularité de cette structure. L'application d'un tel algorithme serait de permettre le model-checking efficace pour les systèmes continus. À cet effet, nous avons élaboré une nouvelle méthode de vérification par modelchecking adaptée aux systèmes par niveaux. Celle-ci consiste, étant donné un modèle représentant un système par niveaux et une formule logique PCTL, à déterminer si ce modèle satisfait cette formule à un niveau i donné du système considéré. À partir de cette méthode, nous avons également étudié la complexité qui lui est associée. Celle-ci a été comparée à la complexité de la méthode de vérification classique. Nous en avons conclu que la méthode élaborée est légèrement plus avantageuse en terme de temps que la méthode classique.