La composition des services web, en tant que moyen de fournir des applications à valeur ajoutée a engendré un grand intérêt aussi bien dans le milieu industriel que dans la communauté des chercheurs. Dans le premier cas, l'accent a été mis sur la définition des standards basés sur le langage XML. Elle est de nature exclusivement syntaxique. Dans le deuxième cas, on aborde la composition sous une approche basée sur le web sémantique et la description de services est basée sur des informations sémantiques. Les deux approches ayant été développées séparément bien que l'objectif que l'on veut atteindre est le même à savoir la fourniture d'outils de composition automatique de services. Dans ce mémoire, nous proposons une approche « mixte » qui essaye de rassembler les avantages des deux méthodes précédentes. L'originalité de la solution consiste à utiliser les standards industriels de la composition tout en utilisant un système à base de connaissances modélisant les contraintes de la composition de services. Les mécanismes utilisés sont les règles exprimées par la logique d'ordre 1 avec les concepts orientés objet. Nous avons réalisé un prototype qui a montré la concrétisation des idées avancées afin de mettre en place un système de composition pouvant être utilisé pour des applications réelles. Le prototype est illustré par un exemple provenant de l’industrie de la distribution et du transport électrique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : services web, composition, système à base de connaissances, Jess, wsdl, bpel4ws

Les services web ont longtemps été présentés comme la réponse, tant attendue, à l'interopérabilité souhaitée des systèmes distribués hétérogènes. Dans le passé, plusieurs technologies ont fait la promesse d'offrir cette interopérabilité: .NET, DCOM, J2EE, CORBA, etc. La promesse ne fut jamais tenue, tantôt parce que la technologie en question n'était pas extensible (adaptable à différentes échelles) (DCOM et CORBA), tantôt parce qu'elle était de propriété industrielle (DCOM, .NET, etc.). UDDI (Universal Discovery Description and Integration) publie tous les services web disponibles et facilite ainsi la requête des services offerts par les différentes entreprises. Néanmoins, la façon dont ces requêtes sont formulées laisse à désirer. En particulier, UDDI prend pour acquis que, pour chaque besoin commercial, il y aurait un service commercial. Cette réalité a rapidement convaincu les utilisateurs des services web de l'importance d'en faire la composition. Par conséquent, la composition des services web a connu beaucoup d'intérêt dans les dernières années. Les approches adoptées pour composer des services web sont différentes. Nous prônons une approche syntaxique. Nous pensons qu'une recherche par contexte et domaine d'industrie permettrait une découverte adéquate de services web satisfaisant les besoins du client. WSDL nous facilite la tâche, puisque les types de ses éléments sont des documents d'affaires donnant une bonne idée des services qu'ils offrent. Nous utilisons l'appariement des signatures des opérations pour chercher l'ensemble d'opérations fournissant les types dont on a besoin. La composition des services web devient une composition de fonctions qui, partant d'un ensemble de messages d'entrées, produisent un ensemble de messages de sorties. Dans cette recherche, nous présentons un algorithme qui se base sur différentes manières d'apparier les types et qui satisfait cette approche sémantique ainsi que les résultats trouvés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Services Web, .NET, DCOM, J2EE, CORBA, Standard UDDI, WSDL, Appariement, Composition.

L'approche "services Web" étend le rôle du Web d'un simple support d'information vers un intergiciel d'applications B2B. Un des concepts intéressants qu'offre cette technologie est la possibilité de définir un nouveau service par composition de services Web existants. Dans cette thèse nous nous intéressons à assurer des compositions fiables de services Web. Pour ce faire, nous proposons un modèle qui (i) enrichit la description des services Web pour mieux exprimer leurs propriétés transactionnelles et qui (ii) étend et fusionne les systèmes de workflow et les modèles transactionnels avancés (MTA).<br />Nous proposons trois approches, basées sur ce modèle, pour assurer des compositions fiables. Contrairement aux MTA, la première approche part des spécifications des concepteurs pour déterminer les mécanismes transactionnels permettant d'assurer des exécutions correctes.<br />La deuxième approche procède par ré-ingénierie du service composé (SC). Elle permet d'améliorer les mécanismes de recouvrement d'un SC après analyse de ses traces d'exécutions.<br />La troisième approche repose sur le concept de "patron transactionnel", un nouveau concept que nous introduisons. Un "patron transactionnel"est un patron qui combine la flexibilité des workflows et la fiabilité des MTA. Nous définissons un SC en connectant des patrons transactionnels.<br />Nous utilisons un ensemble de règles de cohérence pour assurer que le SC défini est fiable. La contribution majeure de notre proposition est qu'elle a pu fusionner la flexibilité des systèmes de workflow et la fiabilité des MTA. Ainsi elle permet d'assurer des exécutions correctes<br />selon les critères spécifiés par les concepteurs.

Les travaux autour de la conception, de la vérification et de la surveillance de compositions de services Web forment un domaine de recherche très actif actuellement. Cependant, peu de ces travaux s'intéressent à la prise en compte globale des problématiques de composition, vérification et surveillance grâce à un formalisme unifié. Dans la thèse, nous proposons l'approche DISC qui est une approche déclarative unifiée utilisant un formalisme à base d'événements, et qui permet grâce à un formalisme unique de concevoir, de vérifier et de surveiller des compositions de services, réduisant ainsi les transformations nécessaires pour passer d'un formalisme à un autre. De plus, le formalisme utilisé permet de prendre en compte des aspects non fonctionnels tels que les données, les aspects temporels, ou certains aspects liés à la sécurité. L'approche permet en outre d'instancier et de vérifier des compositions de services, et d'exécuter et surveiller ces compositions lors de l'exécution. Enfin, les effets de violations lors de l'exécution de la composition peuvent être calculés, et un ensemble d'actions de recouvrement sont proposées, permettant aux compositions d'être en partie autonomes vis-à-vis des problèmes pouvant survenir à l'exécution.

Les contraintes de déductibilité ont été introduites pour vérifier les protocoles cryptographiques. Cette thèse présente une procédure de décision pour le problème de satisfaisabilité des systèmes généraux de contraintes de déductibilité. Deux cas sont envisagés: la théorie de Dolev-Yao standard et son extension par un opérateur associatif, commutatif, idempotent. Le résultat est utilisé pour résoudre le problème de l'orchestration automatique et distribué de services Web sécurisés. Comme seconde application nous proposons une procédure pour décider la sécurité d'un nombre fini de sessions de protocole en présence de plusieurs intrus qui ne communiquent pas. Nous montrons également comment il est possible de détecter certaines attaques par réécriture qui exploitent le format des messages en XML.

Les contraintes de déductibilité ont été introduites pour vérifier les protocoles cryptographiques. Cette thèse présente une procédure de décision pour le problème de satisfaisabilité des systèmes généraux de contraintes de déductibilité. Deux cas sont envisagés: la théorie de Dolev-Yao standard et son extension par un opérateur associatif, commutatif, idempotent. Le résultat est utilisé pour résoudre le problème de l'orchestration automatique et distribué de services Web sécurisés. Comme seconde application nous proposons une procédure pour décider la sécurité d'un nombre fini de sessions de protocole en présence de plusieurs intrus qui ne communiquent pas. Nous montrons également comment il est possible de détecter certaines attaques par réécriture qui exploitent le format des messages en XML / Deducibility constraints have been introduced to verify cryptographic protocols. This thesis gives a decision procedure for the satisfiability problem of general deducibility constraints. Two cases are considered: the standard Dolev-Yao theory and its extension with an associative, commutative idempotent operator. The result is applied to solve the automated distributed orchestration problem for secured Web services. As a second application we give a procedure to decide the security of a cryptographic protocol in presence of several non-communicating intruders. We also show how it is possible to detect some XML rewriting attacks on Web services

Le développement et l'adoption des technologies associées aux services web permettent aux entreprises d'implanter de nouvelles applications en composant des services existants. Cependant, la mise en oeuvre de processus métiers interagissant sur le web reste une tâche complexe. Le concept de service web, basé sur les standards de l'internet, vise à faciliter le développement de ce type de processus et les interactions entre plusieurs partenaires dans le but de produire un service à valeur ajoutée. Mais, paradoxalement, le développement de services créés par chaque entreprise de manière autonome a donné lieu à une hétérogénéité qui pose divers problèmes au moment de l'exécution de la composition obtenue, surtout lorsque celle-ci est munie de propriétés transactionnelles.<br />L'étude présentée dans ce document nous a permis d'identifier les problèmes liés d'une part, à la composition de services web, et d'autre part à l'association de propriétés transactionnelles à cette composition. Nous nous sommes intéressés à ces deux problématiques qui nous ont conduits à la conception du canevas TCOWS - Transactional Composition Of Web Services - pour la composition de services web en tenant compte des propriétés transactionnelles des services composants. Le modèle permet aux concepteurs de composer des services et de prendre en compte des contraintes liées à la portée de la transaction et, par le biais de restrictions et de préférences, de fixer la qualité de service requise par les composants. Au moment de l'exécution, s'appuyant sur le concept de communautés de services, le canevas choisit, parmi les services accessibles via une communauté, ceux qui répondent le mieux aux besoins de la composition, tout en respectant ces caractéristiques transactionnelles.

La thèse rapportée dans ce manuscrit étudie l'impact de ces propriétés dans la composition de services Web. La considération de telles propriétés soulève plusieurs problèmes auxquels on a essayé d'apporter une solution. Le premier aspect consiste à définir un modèle qui tienne compte des abstractions nécessaires afin de pouvoir analyser et synthétiser une composition, à savoir les messages, les données, les contraintes de données, les propriétés temporelles et l'aspect asynchrone des communications des services. En se basant sur ce modèle, le deuxième problème consiste à proposer une approche d'analyse de compatibilité. Cette analyse vise à caractériser la compatibilité ou la non-compatibilité des services Web et ce en prenant en considération les abstractions précédemment citées. Nous étudions particulièrement l'impact des propriétés temporelles dans une chorégraphie dans laquelle les services Web supportent des communications asynchrones. Nous proposons une démarche basée sur le model checking qui permet de détecter les éventuels conflits temporisés qui peuvent surgir dans une chorégraphie. Finalement, le dernier problème auquel nous nous intéressons est celui de la construction d'une composition qui essaie de répondre au besoin du client et ce en prenant en compte les aspects temporels. L'approche que l'on propose est basée sur la génération d'un médiateur pour essayer, quand c'est possible, de contourner les incompatibilités temporisées et non-temporisées qui peuvent surgir lors d'une collaboration. Des mécanismes et des algorithmes ont été développés afin de mettre en oeuvre ces objectifs / Web services are based on standrards and Web technologies to interact by exchanging messages. Apart from the sequences of messages, other factors affect the interoperability of Web services, such as temporal constraints that specify the required delay to exchange messages. This thesis studies the impact of these properties in the composition of Web services. The consideration of such properties raises several problems that need several investigations. The first aspect is to define a formal model that takes into account the necessary abstractions in order to analyze and synthesize a composition. The abstractions we have considered are: messages, data, data constraints, temporal properties and the asynchronous nature of services communications. Based on this model, the second problem we handled is the compatibility analysis. This later aims at characterizing the compatibility or incompatibility of Web services by taking into account the abstractions mentioned above. We propose an approach based on model checking to detect the conflicts that may arise in timed choreography. Finally, the last problem we dealt with is the construction of a composition which attempts to satisfy the client need. The approach that we propose is based on the generation of a mediator to try, whenever possible, to resolve the incompatibilities that may arise during a collaboration. Mechanisms and algorithms have been developed to implement these primitives

Bien que la technologie de composition de services Web soit considérée comme l’une des technologies les plus prometteuses pour l’intégration des sources de données hétérogènes et multiples ainsi que pour la réalisation d’opérations complexes, la question de la protection des données personnelles demeure l’une des préoccupation majeure liés à cette technologie. Ainsi, lors d’un processus de composition, l’échange de données entre toutes les entités – tels que, les services Web recueillant et fournissant des données, les individus dont les données peuvent être fournies et gérées par les services Web, les systèmes qui composent les services Web et les clients finaux des services – est une étape nécessaire et indispensable pour répondre à des requêtes complexes. En conséquence, des données personnelles sont échangées et manipulées entre toutes les entités du système. Notre objectif dans cette thèse est la conception et le développement d’un cadre permettant d’améliorer la composition des services Web avec des mécanismes de protection des données personnelles. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé une approche générale composée de trois éléments. Premièrement, nous avons proposé un modèle formel de confidentialité pour permettre aux services Web de décrire leurs contraintes de confidentialité liées aux données personnelles. Notre modèle permet une spécification des contraintes de confidentialité relative non seulement au niveau des données manipulées, mais aussi au niveau des opérations invoquées par les services. Deuxièmement, nous développons un algorithme de compatibilité qui permet de vérifier formellement la compatibilité entre les exigences et les politiques de confidentialité de tous les services lors d’un processus de composition. Troisièmement, dans le cas où certains services dans la composition sont incompatibles par rapport à leur spécification de confidentialité, nous avons introduit une nouvelle approche basée sur un modèle de négociation dans la perspective de trouver une composition compatible (c’est-à-dire, d’obtenir la compatibilité de toutes les spécifications de confidentialité des services impliqués dans la composition). Enfin, nous avons mis en œuvre les techniques présentées dans cette thèse au sein du prototype PAIRSE et mené une étude de performance sur les algorithmes proposés / While Web service composition technologies have been beneficial to the integration of a wealth of information sources and the realization of complex and personalized operations, the issue of privacy is considered by many as a major concern in services computing. Central to the development of the composition process is the exchange of sensitive and private data between all parties: Web services collecting and providing data, individuals whose data may be provided and managed by Web services, systems composing Web service to answer complex queries, and requesters. As a consequence, managing privacy between all parties of the system is far from being an easy task. Our goal in this thesis is to build the foundations of an integrated framework to enhance Web service composition with privacy protection capabilities. To this aim, we firstly propose a formal privacy model to allow Web services to describe their privacy specifications. Our privacy model goes beyond traditional data-oriented models by dealing with privacy not only at the data level but also service level. Secondly, we develop a compatibility-matching algorithm to check privacy compatibility between privacy requirements and policies within a composition. Thirdly, in the case where some services in the composition are incompatible regarding their privacy specifications, we introduce a novel approach based on a negotiation model to reach compatibility of concerned services (i.e. services that participate in a composition which are incompatible). Finally, we conduct an extensive performance study of the proposed algorithms. The techniques presented in this dissertation are implemented in PAIRSE prototype

Il est désormais devenu naturel pour les entreprises de faire coexister des systèmes d'informations, des services ou des processus différents étant donné que celles-ci passent d'architectures centralisées à des architectures distribuées en vue de mener à bien des projets communs. Dans ce contexte, l'interopérabilité, c'est-à-dire la capacité qu'ont deux ou plusieurs composants (applications, sources de données, services mais aussi processus métier) de communiquer et de coopérer en dépit des différences (l'hétérogénéité) dues au langage d'implantation, à l'environnement d'exécution (applicatif métier) ou au modèle d'abstraction choisi (niveau d'abstraction choisi pour représenter une information), est devenue de plus en plus importante. Dans mes travaux, je me suis intéressé à différents problèmes autour de l'interopérabilité, en étudiant respectivement les problèmes liés à l'intégration de données afin de prendre compte l'hétérogénéité au niveau données, les problèmes liés à la distribution et à l'autonomie des processus interentreprises, et enfin les problèmes liés la fiabilité des compositions de services dans les architectures orientées services. Ce sont ces dimensions que je présente dans ce document, ainsi que quelques perspectives.