L'arrivée de l'Internet a révolutionné notre société à l'aube du 21e siècle. Nos habitudes se sont métamorphosées pour prendre en compte cette nouvelle manière de communiquer el de partager avec le monde. Grâce aux technologies qui en constituent ses fondations, le web est une plateforme universelle Que vous utilisiez un PC de bureau sous Windows, un PC portable sous MacOS, un serveur sous Linux ou une tablette sous Android, chacun a les moyens de se connecter à ce réseau de réseaux pour partager avec le monde. La technique dite de Browser fingerprinting est née de celle diversité logicielle et matérielle qui compose nos appareils du quotidien. En exécutant un script dans le navigateur web d'un utilisateur, un serveur peut récupér une très grande quantité d'informations. Il a été démontré qu'il est possible d'identifier de façon unique un appareil en récoltant suffisamment d'informations. L'impact d'une telle approche sur la vie privée des internautes est alors conséquente, car le browser fingerprinting est totalement indépendant des systèmes de traçage connu comme les cookies. Dans celle thèse, nous apportons les contributions suivantes : une analyse de 118 934 empreintes, deux contre-mesures appelées Blink et FPRandom et un protocole d'authentification basé sur le canvas fingerprinting. Le browser fingerprinting est un domaine fascinant qui en est encore à ses balbutiements. Avec cette thèse, nous contribuons à l'écriture des premières pages de son histoire en fournissant une vue d'ensemble du domaine, de ses fondations jusqu'à l'impact des nouvelles technologies du web sur cette technique. Nous nous tournons aussi vers le futur via l'exploration d'une nouvelle facette du domaine afin d'améliorer la sécurité des comptes sur Internet. / Users are presented with an ever-increasing number of choices to connect to the Internet. From desktops, laptops, tablets and smartphones, anyone can find the perfect device that suits his or her needs while factoring mobility, size or processing power. Browser fingerprinting became a reality thanks to the software and hardware diversity that compose every single one of our modem devices. By collecting device-specific information with a simple script running in the browser, a server can fully or partially identify a device on the web and follow it wherever it goes. This technique presents strong privacy implications as it does not require the use of stateful identifiers like cookies that can be removed or managed by the user. In this thesis, we provide the following contributions: an analysis of 118,934 genuine fingerprints to understand the current state of browser fingerprinting, two countermeasures called Blink and FPRandom and a complete protocol based on canvas fingerprinting to augment authentication on the web. Browser fingerprinting is still in its early days. As the web is in constant evolution and as browser vendors keep pushing the limits of what we can do online, the contours of this technique are continually changing. With this dissertation, we shine a light into its inner-workings and its challenges along with a new perspective on how it can reinforce account security.

Multi-factor authentication (MFA) offers a wide range of methods and techniques available today. The security benefits of using MFA are almost indisputable, however, users are reluctant to adopt the technology. While many new MFA solutions are being proposed, there is a lack of consideration for user sentiment in the early stages of development. In an attempt to balance security and usability, this report investigates the feasibility of a new authentication mechanism that uses browser fingerprinting, graphical passwords, and honeytokens. This was evaluated by conducting a limited literature review, producing a prototype, interviews with test users, and security experts, as well as ensuring feasibility through a requirements checklist. The results of this research provides evidence that this mechanism is feasible, and appealing to end users. However, more investigation is required in order to ensure the mechanism's viability in a real-world deployment.

Background. Web tracking is a constant threat to our privacy when browsing the web. There exist multiple methods of tracking, but browser fingerprinting is more elusive and difficult to control. Browser fingerprinting works by a website collecting all kinds of browser and system information on visiting clients and then combining those into one set of information that can uniquely identify users. Objectives. In this thesis, we tested three of today's most used web browsers for the desktop platform to determine their ability to utilize one type of countermeasure, attribute spoofing. We aimed at determining how the browsers perform in two cases. The first case is when running with a default configuration. The second case is when the attribute spoofing is improved with the help of both altered settings and installed extensions. We also aimed at determining if the choice of browser matters in this aspect. Methods. The method for determining these goals was to conduct an experiment to collect 60 fingerprints from each browser and determine the effectiveness of the attribute spoofing via a weight-based system. We also used statistics to see the value range for spoofed attributes and to determine if any browser restart is required for certain spoofing to occur. Results. Our results show little to no attribute spoofing when browsers run in their default configuration. However, significant improvements were made through anti-fingerprint extensions. Conclusions. Our conclusion is, if the tested browsers' do not utilize any other type of countermeasure than attribute spoofing, using browsers at their default configuration can result in a user being alarmingly vulnerable to browser fingerprinting. Installing extensions aimed at improving our protection is therefore advised.

Users of internet browsers are constantly monitored, without their consent. By using the JavaScript APIs, it is possible to obtain various information about the browser, which together form a browser fingerprint, which can then be misused. Therefore, the goal of this work is to use a robust fingerprint protection solution of Brave browser and port it to the JavaScript Restrictor extension. In this work, the problematics of obtaining an fingerprint and countermeasures in the Brave browser are analyzed and then compared with the current protection in the JSR extension. The method of porting of Brave's countermeasures is presented and subsequently the procedure of implementation of these defense elements into the browser extension is described. The resulting implementation has been tested and evaluated, with the new protection appearing to be effective.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux problématiques de sécurité et de confidentialité liées à l'utilisation d'applications web et à l'installation d'extensions de navigateurs. Parmi les attaques dont sont victimes les applications web, il y a celles très connues de type XSS (ou Cross-Site Scripting). Les extensions sont des logiciels tiers que les utilisateurs peuvent installer afin de booster les fonctionnalités des navigateurs et améliorer leur expérience utilisateur. Content Security Policy (CSP) est une politique de sécurité qui a été proposée pour contrer les attaques de type XSS. La Same Origin Policy (SOP) est une politique de sécurité fondamentale des navigateurs, régissant les interactions entre applications web. Par exemple, elle ne permet pas qu'une application accède aux données d'une autre application. Cependant, le mécanisme de Cross-Origin Resource Sharing (CORS) peut être implémenté par des applications désirant échanger des données entre elles. Tout d'abord, nous avons étudié l'intégration de CSP avec la Same Origin Policy (SOP) et démontré que SOP peut rendre CSP inefficace, surtout quand une application web ne protège pas toutes ses pages avec CSP, et qu'une page avec CSP imbrique ou est imbriquée dans une autre page sans ou avec un CSP différent et inefficace. Nous avons aussi élucidé la sémantique de CSP, en particulier les différences entre ses 3 versions, et leurs implémentations dans les navigateurs. Nous avons ainsi introduit le concept de CSP sans dépendances qui assure à une application la même protection contre les attaques, quelque soit le navigateur dans lequel elle s'exécute. Finalement, nous avons proposé et démontré comment étendre CSP dans son état actuel, afin de pallier à nombre de ses limitations qui ont été révélées dans d'autres études. Les contenus tiers dans les applications web permettent aux propriétaires de ces contenus de pister les utilisateurs quand ils naviguent sur le web. Pour éviter cela, nous avons introduit une nouvelle architecture web qui une fois déployée, supprime le pistage des utilisateurs. Dans un dernier temps, nous nous sommes intéressés aux extensions de navigateurs. Nous avons d'abord démontré que les extensions qu'un utilisateur installe et/ou les applications web auxquelles il se connecte, peuvent le distinguer d'autres utilisateurs. Nous avons aussi étudié les interactions entre extensions et applications web. Ainsi avons-nous trouvé plusieurs extensions dont les privilèges peuvent être exploités par des sites web afin d'accéder à des données sensibles de l'utilisateur. Par exemple, certaines extensions permettent à des applications web d'accéder aux contenus d'autres applications, bien que cela soit normalement interdit par la Same Origin Policy. Finalement, nous avons aussi trouvé qu'un grand nombre d'extensions a la possibilité de désactiver la Same Origin Policy dans le navigateur, en manipulant les entêtes CORS. Cela permet à un attaquant d'accéder aux données de l'utilisateur dans n'importe qu'elle autre application, comme par exemple ses mails, son profile sur les réseaux sociaux, et bien plus. Pour lutter contre ces problèmes, nous préconisons aux navigateurs un système de permissions plus fin et une analyse d'extensions plus poussée, afin d'alerter les utilisateurs des dangers réels liés aux extensions. / In this thesis, we studied security and privacy threats in web applications and browser extensions. There are many attacks targeting the web of which XSS (Cross-Site Scripting) is one of the most notorious. Third party tracking is the ability of an attacker to benefit from its presence in many web applications in order to track the user has she browses the web, and build her browsing profile. Extensions are third party software that users install to extend their browser functionality and improve their browsing experience. Malicious or poorly programmed extensions can be exploited by attackers in web applications, in order to benefit from extensions privileged capabilities and access sensitive user information. Content Security Policy (CSP) is a security mechanism for mitigating the impact of content injection attacks in general and in particular XSS. The Same Origin Policy (SOP) is a security mechanism implemented by browsers to isolate web applications of different origins from one another. In a first work on CSP, we analyzed the interplay of CSP with SOP and demonstrated that the latter allows the former to be bypassed. Then we scrutinized the three CSP versions and found that a CSP is differently interpreted depending on the browser, the version of CSP it implements, and how compliant the implementation is with respect to the specification. To help developers deploy effective policies that encompass all these differences in CSP versions and browsers implementations, we proposed the deployment of dependency-free policies that effectively protect against attacks in all browsers. Finally, previous studies have identified many limitations of CSP. We reviewed the different solutions proposed in the wild, and showed that they do not fully mitigate the identified shortcomings of CSP. Therefore, we proposed to extend the CSP specification, and showed the feasibility of our proposals with an example of implementation. Regarding third party tracking, we introduced and implemented a tracking preserving architecture, that can be deployed by web developers willing to include third party content in their applications while preventing tracking. Intuitively, third party requests are automatically routed to a trusted middle party server which removes tracking information from the requests. Finally considering browser extensions, we first showed that the extensions that users install and the websites they are logged into, can serve to uniquely identify and track them. We then studied the communications between browser extensions and web applications and demonstrate that malicious or poorly programmed extensions can be exploited by web applications to benefit from extensions privileged capabilities. Also, we demonstrated that extensions can disable the Same Origin Policy by tampering with CORS headers. All this enables web applications to read sensitive user information. To mitigate these threats, we proposed countermeasures and a more fine-grained permissions system and review process for browser extensions. We believe that this can help browser vendors identify malicious extensions and warn users about the threats posed by extensions they install.