La croissance des flux d'information à travers le monde est responsable d'une importante utilisation de systèmes embarqués temps-réel, et ce notoirement dans le domaine des satellites. La présence de ces systèmes est devenue indispensable pour la géolocalisation, la météorologie, ou les communications. La forte augmentation du volume de ces matériels, impactée par l'afflux de demande, est à l'origine de l'accroissement de la complexité de ces derniers. Grâce à l'évolution du matériel terrestre, le domaine aérospatial se tourne vers de nouvelles technologies telles que les caches, les multi-coeurs, et les hyperviseurs. L'intégration de ces nouvelles technologies est en adéquation avec de nouveaux défis techniques. La nécessité d'améliorer les performances de ces systèmes induit le besoin de réduction du coût de fabrication et la diminution du temps de production. Les solutions technologiques qui en découlent apportent pour majeure partie des avantages en matière de diminution du nombre global de satellites à besoin constant. La densité d'information traitée est parallèlement accrue par l'augmentation du nombre d'exploitants pour chaque satellite. En effet, plusieurs clients peuvent se voir octroyer tout ou partie d'un même satellite. Intégrer les produits de plusieurs clients sur une même plateforme embarquée la rend vulnérable. Augmenter la complexité du système rend dès lors possible un certain nombre d'actes malveillants. Cette problématique autrefois à l'état d'hypothèse devient aujourd'hui un sujet majeur dans le domaine de l'aérospatial. Figure dans ce document, en premier travail d'exploration, une présentation des actes malveillants sur système embarqué, et en particulier ceux réalisés sur système satellitaire. Une fois le risque exposé, je développe la problématique temps-réel. Je m'intéresse dans cette thèse plus précisément à la sécurité des hyperviseurs spatiaux. Je développe en particulier deux axes de recherche. Le premier porte sur l'évolution des techniques de production et la mise en place d'un système de contrôle des caractéristiques temporelles d'un satellite. Le deuxième axe améliore les connaissances techniques sur un satellite en cours de fonctionnement et permet une prise de décision en cas d'acte malveillant. Je propose plus particulièrement une solution physique permettant de déceler une anomalie sur la gestion des mémoires internes au satellite. En effet, la mémoire est un composant essentiel du fonctionnement du système, et ses propriétés communes entre tous les clients la rend particulièrement vulnérable. De plus, connaître le nombre d'accès en mémoire permet un meilleur ordonnancement et une meilleure prédiction d'un système temps réel. Notre composant permet la détection et l'interprétation d'une potentielle attaque ou d'un problème de sûreté de fonctionnement. Cette thèse met en évidence la complémentarité des deux travaux proposés. En effet, la mesure du nombre d'accès en mémoire peut se mesurer via un algorithme génétique dont la forme est équivalente au programme cherchant le pire temps d'exécution. Il est finalement possible d'étendre nos travaux de la première partie vers la seconde. / Satellites are real-time embedded systems and will be used more and more in the world. Become essential for the geo-location, meteorology or communications across the planet, these systems are increasingly in demand. Due to the influx of requests, the designers of these products are designing a more and more complex hardware and software part. Thanks to the evolution of terrestrial equipment, the aero-space field is turning to new technologies such as caches, multi-core, and hypervisor. The integration of these new technologies bring new technical challenges. In effect, it is necessary to improve the performance of these systems by reducing the cost of manufacturing and the production time. One of the major advantages of these technologies is the possibility of reducing the overall number of satellites in space while increasing the number of operators. Multiple clients softwares may be together today in a same satellite. The ability to integrate multiple customers on the same satellite, with the increasing complexity of the system, makes a number of malicious acts possible. These acts were once considered as hypothetical. Become a priority today, the study of the vulnerability of such systems become major. In this paper, we present first work a quick exploration of the field of malicious acts on onboard system and more specifically those carried out on satellite system. Once the risk presentation we will develop some particular points, such as the problematic real-time. In this thesis we are particularly interested in the security of space hypervisors. We will develop precisely 2 lines of research. The first axis is focused on the development of production technics and implementing a control system of a satellite temporal characteristics. The objective is to adapt an existing system to the constraints of the new highly complex systems. We confront the difficulty of measuring the temporal characteristics running on a satellite system. For this we use an optimization method called dynamic analysis and genetic algorithm. Based on trends, it can automatically search for the worst execution time of a given function. The second axis improves the technical knowledge on a satellite in operation and enables decision making in case of malicious act. We propose specifically a physical solution to detect anomalies in the management of internal memory to the satellite. Indeed, memory is an essential component of system operation, and these common properties between all clients makes them particularly vulnerable to malicious acts. Also, know the number of memory access enables better scheduling and better predictability of a real time system. Our component allows the detection and interpretation of a potential attack or dependability problem. The work put in evidence the complementarity of the two proposed work. Indeed, the measure of the number of memory access that can be measured via a genetic algorithm whose shape is similar to the program seeking the worst execution time. So we can expand our work of the first part with the second.

Virtual Environments have transformed over the years the way software is built and distributed. The recent growth of services such as Amazon EC2 or Google Cloud is representative of this trend and encourages developers to build software intended for virtual environments like virtual machines or containers. Despite all the benefits that virtualization brings (isolation, security, energy efficiency, stability, portability, etc.), the extra layer of software between the virtual environment and the hardware, called the hypervisor, increases the complexity of a system and the interpretation of its metrics. In this paper, we explore the situation of software performing latency measurements from a virtual environment. This is an example of a use-case where latency from the hypervisor could lead to measurable noise on the virtual environment if the hypervisor makes our environment wait for resources for milliseconds. To solve this problem, we propose an algorithm that will filter out this noise from computed metrics from the virtual environment. This algorithm was developed studying correlation between those metrics and hypervisor-induced latency spikes. We also try to be hypervisor agnostic which means that this work stays relevant whether a virtual environment is deployed locally or on a Cloud Service with different (and constantly evolving) hypervisor technologies. This research gives an overview of hypervisor technologies and how latency can appear when executing processes on virtual environments. As we will see, computing the metric and running the algorithm make network quality measurements from virtual environments more reliable and can explain unexpected latencies. / Virtuella miljöer(virtual environments) har under åren förändrat hur mjukvara(software) byggs och distribueras. Den senaste tidens tillväxt av tjänster som Amazon EC2 eller Google Cloud är representativ för denna trend och uppmuntrar utvecklare att bygga programvara avsedd för virtuella miljöer som virtuella maskiner eller behållare. Trots alla fördelar som virtualisering ger (isolering, säkerhet, energieffektivitet, stabilitet, portabilitet, etc.), ökar det extra lagret av mjukvara mellan den virtuella miljön och hårdvaran, kallad hypervisor, komplexiteten hos ett system och tolkning av dessa måtvärden. I denna artikel utforskar vi situationen för programvara som utför latensmätningar från en virtuell miljö. Detta är ett exempel på ett användningsfall där latens från hypervisorn kan leda till mätbart brus i den virtuella miljön om hypervisorn får vår miljö att vänta på resurser i millisekunder. För att lösa detta problem föreslår vi en algoritm som kommer att filtrera bort detta brus från beräknade mätvärden från den virtuella miljön. Denna algoritm utvecklades för att studera korrelationen mellan dessa mätvärden och hypervisor-inducerade latensspikar. Vi försöker också vara hypervisoragnostiska vilket innebär att detta arbete förblir relevant oavsett om en virtuell miljö distribueras lokalt eller på en molntjänst med olika (och ständigt utvecklande) hypervisorteknologier. Denna forskning ger en översikt över hypervisorteknologier och hur latens kan uppstå när processer körs i virtuella miljöer. Som vi kommer att se gör beräkning av måtten och körning av algoritmen mätningar av nätverkskvalitet från virtuella miljöer mer tillförlitliga och kan förklara oväntade latenser. / Les environments virtuels transforment depuis des années la manière de développer et distribuer du logiciel. La récente croissance de services comme Amazon EC2 ou Google Cloud reflète bien cette tendance et encourage les développeurs à construire du logiciel déployable sur des environnements virtuels comme des machines virtuels ou des conteneurs. Malgré tous les bénéfices que la virtualisation apporte (isolation, sécurité, efficacité énergétique, stabilité, portabilité, etc.), la couche logiciel supplémentaire entre l’environnement virtuel et le hardware, appelée hyperviseur, augmente la complexité d’un système et l’interprétation de ces métriques. Dans ce mémoire de projet de fin d’études, nous explorons la situation où un logiciel effectue des tests de latence depuis un envirronnement virtuel. Cette situation est un exemple d’un cas d’utilisation où la latence introduite par un hyperviseur peut mener à un bruit mesurable si l’hyperviseur fait attendre notre environnement dans l’ordre de grandeur de la milliseconde. Pour résoudre ce problème, nous proposons un algorithme qui filtre ce bruit à partir de métriques calculées directement depuis l’environnement virtuel. Cet algorithme est dévelopé en étudiant la corrélation entre nos métriques et une latence dite "hypervisor-induced". Cette approche permet donc une grande flexibilité dans la technologie sous-jacente de l’hôte puisque celui-ci peut utiliser des hyperviseurs différents ou même faire partie d’un service Cloud sans que notre solution en soit impactée. Ce mémoire donne aussi un aperçu de la technologie derrière un hyperviseur et comment de la latence peut s’introduire dans l’exécution d’un processus dans un environnement virtuel.