Le partage entre sources indépendantes hétérogènes et distribuées peut être résolu par la construction d’un système d’information coopératif (SIC). Un SIC est un ensemble de composants plus ou moins autonomes, souvent préexistants qui travaillent de manière synergique en échangeant information, expertise et en coordonnant leurs activités. Cela implique notamment la prise en compte de l’interopérabilité liée aux différences de description des données et de représentation de la sémantique. La gestion des données est alors assurée sans recours à un schéma global complet pour respecter l’autonomie des bases locales.Dans ce contexte, nous avons choisi de traiter le thème de la sécurité d’accès dans le but de garantir la confidentialité et l’intégrité des données de la coopération. La sécurité ajoute de nouveaux problèmes d’hétérogénéité et de résolution de conflits à ceux déjà existants en terme de coopération de données. Nous utilisons deux modèles canoniques proposés par l’équipe MODEME, permettant de représenter de manière unifiée les schémas locaux de données et de sécurité. Nous construisons un système pour la gestion de l’interopération des données et des politiques de sécurité, ainsi que la résolution sécurisée de requêtes globales. Nous avons choisi d’implémenter notre système en suivant le paradigme multi-agents avec une approche par médiation et intégration de schémas. Deux protocoles sont définis au regard des deux fonctionnalités du système : - Un protocole de gestion des connaissances permettant de traiter le problème d’interopérabilité entre les différents modes de représentation des données et des modèles de sécurité, et de générer les appariements entre ces différents modèles. - Un protocole de résolution de requêtes à partir des connaissances globales construites a priori, dont l’objectif est de présenter des résultats sémantiquement cohérents et sécurisés. Les agents sont décrits dans leur buts, leurs interactions, leurs connaissances en définissant leur rôle pour chaque protocole, avec notamment le rôle clé de médiateur de sécurité. Un scénario d’expérimentation permet d’illustrer sur un cas concret la génération des connaissances à partir des schémas locaux ainsi que le développement complexe du protocole pour le contrôle d’accès. / Sharing heterogeneous and distributed independent data sources can be solved by building a Cooperative Information System (CIS). A CIS is a set of components, exchanging information, expertise and coordinating their activities. This must consider interoperability related to differences of data description and semantic. Data management is provided without using a comprehensive global scheme to respect the autonomy of local databases.In this context, we chose to treat access security in order to ensure confidentiality and data integrity in a cooperation. This adds new security issues regarding heterogeneity and conflict resolution, on top of those in terms of data cooperation. We use two canonical models proposed by the MODEME team, to represent the local schemas and security policies in a unified way.We build a system to manage the interoperation of data and security policies, and the resolution of secure global queries. We have chosen to implement our system using the multi-agent paradigm, with an schema integration and mediation approach. Two protocols have been defined related to the features of the system: - A knowledge management protocol to address the problem of interoperability between different modes of data representation and security models, and to generate the matches between these different models. - A query resolution protocol using the global knowledge, which aims to present the results semantically consistent and secure. Agents are described in their goals, their interactions, their knowledge by defining their role for each protocol, including the key role of security mediator. An experimental scenario illustrates the knowledge generation from local schemas and the development of protocol for access control.

Les communautés virtuelles sont des systèmes sociotechniques dans lesquels des entités (humaines et/ou artificielles) répartis à travers le monde se réunissent autour d’intérêts et/ou d’objectifs communs. Afin de réaliser ces objectifs, les membres de la communauté doivent collaborer en partageant leurs ressources et/ou connaissances. Or, toute collaboration comporte une part de risque dans la mesure où les membres peuvent se comporter de manière non coopérative ou malveillante. Dans de tels contextes, où les mécanismes de sécurité standard ne suffissent plus, la confiance est rapidement devenue un facteur déterminant lors de la prise de décision. Le travail présenté dans cette thèse s’attaque à la problématique de la gestion de la confiance dans les communautés virtuelles ouvertes et décentralisées. Pour cela, nous avons proposé une infrastructure de gestion de la confiance adaptative et conforme socialement (ASC-TMS). L’aspect novateur de ce système réside dans sa faculté à exhiber des propriétés sociales et adaptatives. L’aspect social du ASC-TMS fait référence à la capacité de notre système à prendre des décisions qui soient sûres non seulement pour l’individu mais également et surtout pour les autres membres de la communauté. Par ailleurs, l’aspect adaptatif du système fait référence à la capacité du système à prendre des décisions qui soient en parfaite adéquation avec l’environnement dans lequel ces décisions sont prises. Ainsi, cette thèse constitue une nouvelle étape vers l’automatisation de l’évaluation de la confiance en assistant les membres des communautés virtuelles ouvertes et décentralisées dans leur prise de décision. Le système a été implémenté et déployé en utilisant la plateforme de développement multi-agent JaCaMo. Nous avons également illustré l’applicabilité de notre approche sur un scénario réel de communauté virtuelle d’innovation ouverte. Enfin, nous avons évalué notre système expérimentalement en utilisant la plateforme de simulation multi-agent Repast. Les résultats obtenus montrent que l’utilisation de notre système avait un impact positif sur la dynamique des communautés dans lesquels il est a été utilisé. / Virtual communities (VCs) are socio-technical systems wherein distributed individuals (human and/or artificial) are grouped together around common objectives and goals. In such systems, participants are massively collaborating with each other’s by sharing their private resources and knowledge. A collaboration always bears the risk that one partner exhibits uncooperative or malicious behaviour. Thus, trust is a critical issue for the success of such systems. The work presented in this dissertation addresses the problem of trust management in open and decentralised virtual communities (VCs). To address this problem, we proposed an Adaptive and Socially-Compliant Trust Management System (ASC-TMS). The novelty of ASC-TMS lies in its ability to exhibit social-awareness and context-awareness features. Social-awareness refers to the ability of the trust management system (TMS) to handle the social nature of VCs by making trust evaluations that are collectively harmful, while context-awareness refers to the ability of the system to handle the dynamic nature of VCs by making trust evaluations that are always in adequacy with the context in which these evaluations are undertaken. Thus, the contributions made in this thesis constitute an additional step towards the automation of trust assessment. We provided accordingly a novel trust management system that assists members of open and decentralised virtual communities in their trust decisions. The system has been implemented and deployed using the JaCaMo multi-agent platform. We illustrated also the applicability of on a real life open innovation virtual community scenario. Finally, the ASC-TMS has been experimentally evaluated using the multi-agent based Repast simulation platform. The preliminary results show that the use of our system significantly improves the stability of the virtual communities in which it has been deployed.

Les avancées technologiques permettent d'intégrer des capteurs et des modules de communication dans les objets du quotidien pour les rendre intelligents et faciliter leur intégration sur l'Internet. L'Internet du futur sera sans nul doute celui des objets connectés. Les objets connectés génèrent, collectent, stockent et partagent des informations entre eux et aussi avec les serveurs d'authentification centralisés. La plupart des informations collectées doivent être protégées pendant le stockage et le transfert. Par le passé, divers protocoles assurant une sécurité robuste basés sur la cryptographie asymétrique et d’autres sur la cryptographie symétrique ont été proposés dans la littérature. Du fait que les objets connectés possèdent de faibles capacités de calcul, de mémoire et d'énergie, et que l'accès au medium radio est très consommateur en ressources, les protocoles cryptographiques traditionnels ne sont pas adaptés aux objets connectés. Il y a lieu donc d'adapter ou de concevoir des protocoles propres et conformes à leurs exigences. Dans cette thèse, nous abordons les défis de sécurité et de vie privée pertinents aux systèmes pervasifs avec des contraintes de ressources strictes. Nous regardons les protocoles d'authentification serverless, qui sont des mécanismes d'authentification qui ne nécessitent pas la présence du serveur central au cours de la phase d'authentification entre deux objets connectés. Tout d'abord, nous fournissons les caractéristiques et les besoins pour les protocoles serverless. Grâce à ces besoins et caractéristiques, nous avons fait des recherches, des analyses complètes et des comparaisons des protocoles serverless existants en termes de sécurité, de vie privée et de performances. Nous examinons leurs capacités à résister à diverses attaques et leurs aptitudes à minimiser l’usage des ressources. Après quoi, notre objectif est de proposer des protocoles de sécurité serverless permettant aux objets de s’authentifier tout en garantissant efficacité, passage à l’échelle et efficacité énergétique, l'énergie étant une ressource très critique qui a une influence directe sur la durée de vie d’un objet connecté. Trois nouvelles contributions sont proposées dans cette thèse. Notre première contribution est un protocole léger serverless d'authentification mutuelle pour les objets connectés hétérogènes. La première contribution fournit trois avantages par rapport aux protocoles existants. Cette contribution répond aux exigences des systèmes pervasifs. La validation de notre proposition a été faite en utilisant l'outil AVISPA et la validation informelle en utilisant sécurité et de vie privée des jeux. Notre deuxième contribution comprend deux protocoles complémentaires dans le domaine des technologies RFID. Le premier protocole vise à l'authentification de masse entre un lecteur RFID et un groupe d'étiquettes tandis que le deuxième protocole effectue une recherche sécurisée pour une étiquette cible parmi un groupe d'étiquettes dans le voisinage du lecteur. Les deux protocoles proposés tiennent compte des contraintes de ressources des étiquettes RFID. Après une étude approfondie des protocoles serverless, nous avons proposé une troisième contribution, un guide pour la conception des protocoles serverless sécurisé et efficaces pour les systèmes pervasifs. Le guide contient six principes et six meilleures pratiques en vue d'élaborer des protocoles serverless. Le guide est destiné à aider à la conception de protocoles serverless efficaces, sécurisés et simples en évitant des erreurs couramment faites dans les protocoles existants / This thesis addresses the security and privacy challenges relevant to the resource constrained devices in the era of pervasive computing. Pervasive computing, a term coined by Schechter to describe the idea of computing services available anytime, anywhere and on demand, is characterized by seamless interactions between heterogeneous players in the Internet. This phenomenon allows intelligent chips, sensors or microcontrollers to be embedded into everyday objects to enable them generate, communicate and share information. Pervasive computing accelerates technological evolution by integrating small and resource constrained devices to the Internet arena, eventually opening doors to new services requiring seamless interactions and integrations with the existing technologies, infrastructures and services. The nature of the information generated, stored and shared by resource constrained devices may require proper security and privacy guarantees. Towards that end, the classical security solutions are not ideal candidates to solve the security and privacy challenges in pervasive systems for two reasons. First, classical security protocols require a lot of resources from the host devices while most of the pervasive devices have very strict resource constraints. Second, most classical security solutions work in a connected mode, which requires constant communication between devices and centralized servers for authentication and authorization purposes. However, pervasive devices may be working in isolated areas with intermittent network coverage and connectivity. Thus, it is ideal to come up with alternative solutions suitable for heterogeneous pervasive devices to smoothly interact, authenticate and securely share information. One of the suitable alternative solutions is the serverless protocols. The term “serverless protocol” refers to the mechanism of enabling centrally controlled devices to autonomously authenticate one another, or other heterogeneous devices, without an active participation of the centralized authentication or authorization servers. Serverless protocols prioritize on securing proximity communication between heterogeneous devices while optimizing on the little resources available. In this thesis, we tackle the challenges of pervasive systems by proposing lightweight and efficient serverless protocols for authenticating heterogeneous pervasive devices during proximity communication. Our proposed protocols derive their originality from the fact that they do not require the communicating parties to have prior relationships with each other, nor to have any previously shared authentication information with each other. Moreover, our proposed solutions incorporate context information to enforce automatic parameter expiry. This property is not supported by most of the earlier versions of the serverless protocol schemes, hence making them vulnerable to different attacks. Three novel contributions are proposed in this thesis. First, we propose a serverless lightweight mutual authentication protocol for heterogeneous devices. The first contribution includes a formal validation using the AVISPA tool. Second, we propose two complementing protocols using RFID (Radio-Frequency Identification) as a core technology. The first protocol performs mass authentication between an RFID reader and a group of tags and the second protocol performs a secure search for a target tag among a group of tags. The second contribution includes two formal validations; one is done using the AVISPA tool and the other is done using the CryptoVerif tool. After a thorough study of serverless protocols, we propose our third contribution, a concise guide on how to develop secure and efficient serverless protocols relevant to the pervasive systems

Cette thèse souhaite fournir des outils pour qu’un utilisateur puisse contribuer activement à la sécurité de son usage d’un système informatique. Les activités de sensibilités différentes d’un utilisateur nécessitent tout d’abord d’être cloisonnées dans des domaines dédiés, par un contrôle d’accès s’ajustant aux besoins de l’utilisateur. Afin de conserver ce cloisonnement, celui-ci doit être en mesure d’identifier de manière fiable les domaines avec lesquels il interagit, à partir de l’interface de sa machine. Dans une première partie, nous proposons un nouveau mécanisme de cloisonnement qui peut s’adapter de manière transparente aux changements d’activité de l’utilisateur, sans altérer le fonctionnement des contrôles d’accès existants, ni dégrader la sécurité du système. Nous en décrivons une première implémentation, nommée StemJail, basée sur les espaces de noms de Linux. Nous améliorons ce cloisonnement en proposant un nouveau module de sécurité Linux, baptisé Landlock, utilisable sans nécessiter de privilèges. Dans un second temps, nous identifions et modélisons les propriétés de sécurité d’une interface homme-machine (IHM) nécessaires à la compréhension fiable et sûre du système par l’utilisateur. En particulier, il s’agit d’établir un lien entre les entités avec lesquelles l’utilisateur pense communiquer, et celles avec lesquelles il communique vraiment. Cette modélisation permet d’évaluer l’impact de la compromission de certains composants d’IHM et d’aider à l’évaluation d’une architecture donnée. / This thesis aims to provide end users with tools enhancing the security of the system they use. First, user activities of different sensitivities require to be confined in dedicated domains by an access control fitting the user’s needs. Next, in order to maintain this confinement, users must be able to reliably identify the domains they interact with, from their machine’s interface. In the first part, we present a new confinement mechanism that seamlessly adapts to user activity changes, without altering the behavior of existing access controls nor degrading the security of the system. We also describe a first implementation named StemJail, based on Linux namespaces. We improve this confinement tool by creating a new Linux security module named Landlock which can be used without requiring privileges. In a second step, we identify and model the security properties a human-computer interface (HCI) requires for the reliable and secure understanding of the system by the user. Precisely, the goal is to establish a link between the entities with which the users think they communicate, and those with which they actually communicate. This model enables to evaluate the impact of HCI components jeopardization and helps assessing a given architecture.

Access control is a crucial aspect of cybersecurity, and Role Based Access Control (RBAC) is a typical framework for controlling the access to specific resources. However, in the context of Smart Grids, the usual authentication solution of using a trusted identity provider might not be possible to provide authentication of a user, as systems cannot rely on external services. This, in addition to devices in a substation being usually strictly controlled, means that having an RBAC limited to a desktop application can be necessary. Moreover, the cost of adding additional layers of security needs to be considered too, as the cost of adding specific features can vary significantly. This thesis thus looks into the existing solutions for desktop applications in substations, explains their viability and implements an RBAC system using Group Nesting in Windows user management, in the context of a configuration loading application on a main computer in a substation. It is then used to evaluate the cost of this new solution, in terms of maintainability, usability and flexibility, compared to the gained security. This is done by using static analysis of both codebases, and evaluation of usability and security. It shows that security can be added for a reasonable cost using Group Nesting in Smart Grids if the focus is to delegate some tasks to the directory, improving on the security of the application and the system as a whole. / Åtkomstkontroll är en viktig aspekt av cybersäkerhet, och rollbaserad åtkomstkontroll (RBAC) är ett typiskt ramverk för att kontrollera åtkomsten till specifika resurser. I smarta nät kan det dock hända att den vanliga autentiseringslösningen med en betrodd identitetsleverantör inte är tillräcklig för att autentisera en användare, eftersom systemen inte kan förlita sig på externa tjänster. Detta, förutom att enheterna i en transformatorstation vanligtvis är strikt kontrollerade, innebär att det kan vara nödvändigt att ha en RBAC som är begränsad till en datorapplikation. Dessutom måste kostnaden för att lägga till ytterligare säkerhetslager också beaktas, eftersom kostnaden för att lägga till specifika funktioner kan variera avsevärt. Denna avhandling omfattar därför dels undersökning av de befintliga lösningarna för datorapplikation i transformatorstationer, dels redogörelse av genomförbarheten och dels implementeringen av ett RBAC-system. Implementationen använder funktionen Group Nesting i Windows-användarhantering och integrerades i en applikation för konfigurationsinläsning på en huvuddator i en transformatorstation. Därefter utvärderas kostnaden för denna nya lösning i fråga om underhållbarhet, användbarhet och flexibilitet i förhållande till den ökade säkerheten. Detta görs med hjälp av statisk analys av de båda mjukvarulösningarna och utvärdering av användbarhet och säkerhet. Det visar att säkerheten kan ökas till en rimlig kostnad med hjälp av Group Nesting i smarta nät, om fokus ligger på att delegera vissa uppgifter till en katalog, vilket förbättrar säkerheten i applikationen och systemet som helhet. / Le contrôle ’daccès est un aspect essentiel de la cybersécurité, et utiliser des rôles pour implémenter cela est souvent le modèle recommandé. Pour autant, dans le contexte des réseaux électriques intelligents, il ’nest pas toujours possible de posséder un parti tiers fiable qui puisse faire autorité car il ne faut pas dépendre de systèmes extérieurs. ’Cest particulièrement vrai dans une sous-station où les ordinateurs connectés ont un rôle strictement défini. Ainsi il peut être nécessaire ’davoir un système de contrôle ’daccès basé sur les rôles (RBAC, Role-Based Access Control) uniquement contenu sur un ordinateur. Il faut de plus pouvoir estimer le coût de cette sécurité supplémentaire. Ce rapport évalue les solutions existantes dans cette situation et leur viabilité, et implémente un RBAC grâce à ’limbrication de groupe ’dutilisateur Windows, pour une application desktop pour le chargement de configuration pour l´ordinateur central ’dune sous-station. Cette implémentation est ensuite utilisée pour estimer les coûts associés à ’lajout ’dun RBAC en termes de maintenabilité, ’dutilisabilité et de flexibilité par rapport aux gains de sécurité. Cela est fait à travers des outils ’danalyse statique sur le code avant et après implémentation et ’dautres techniques ’danalyse de la sécurité et de la maintenabilité. Cela permet de montrer que, avec ’limbrication de groupes, il est possible ’dobtenir un niveau de sécurité satisfaisant tout en limitant les coûts associés, grâce au fait de déléguer les fonctions de gestion ’dutilisateur à un système de directory (répertoire).