La prise en considération des exigences en matière de sécurité, de vie privée et de confiance au sein des environnements pervasifs (ubiquitaires) est indispensable à la fourniture des services personnalisés aux utilisateurs. L’objectif de cette thèse est de disposer d’une architecture souple et évolutive intégrant l’authentification des utilisateurs, la préservation de leur vie privée et la gestion de la confiance en vue d’optimiser la stratégie de contrôles d’accès aux services personnalisés. La première contribution porte sur la proposition d’un protocole d’authentification mutuelle construit à partir de schémas cryptographiques robustes d’établissement de clés basés sur les courbes elliptiques (MaptoPoint/Curve algorithm, Weil Pairing) et d’un modèle dynamique basé sur les attributs issus des données contextuelles. La seconde contribution porte sur la conception d’une nouvelle architecture bâti sur un modèle basé sur les attributs et organisée autour de 3 couches : la couche de contrôle de le vie privée qui assure la protection de la vie privée des utilisateurs en contrôlant leurs données personnelles, la couche d’accès associant les processus d’authentification et de contrôles d’accès en intégrant des mécanismes dédiés à la gestion des paramètres de confiance et la couche de service pour la gestion des accès aux services selon le profil de l’utilisateur et de son environnement. La troisième contribution porte sur le développement et la mise en œuvre d’un prototype au sein de la plateforme dédiée à la fourniture de services du laboratoire Handicom de Telecom SudParis. / To provide personalized services to users in pervasive environments, we should consider both user's privacy, trust and security requirements. Traditional authentication and access control mechanisms are not able to adapt their security policies to a changing context while insuring privacy and trust issues. This thesis introduces a new global vision for the protection of pervasive environments, based on context-aware principle. The aim of this thesis is to get a flexible and scalable framework including user authentication, user privacy preserving and trust management in order to optimize the access control strategy to personalized services. The first contribution include the proposal of a mutual authentication protocol supported by both robust key establishment schemes based on elliptic curves (MaptoPoint/Curve algorithm, Weil Pairing) and a dynamic model based on attributes issued from contextual data. The second contribution include the design of a new architecture built on an attribute based model and organized over 3 layers: the privacy control layer which insure the protection of the user private life by controlling their personal data, the access layer which associate authentication and access control processes while providing mechanisms dedicated to trust parameters management , and finally the service layer for service access management according to the user profile and his environment. The third contribution the implementation and the deployment of a prototype within the service delivery platform in Handicom lab of Telecom & Management SudParis.

L'utilisation de réseaux de capteurs sans-fils (RCSF) se développe dans de nombreux domaines où l'informatique doit être intégrée au plus proche de l'environnement. Ce principe appelé informatique omniprésente se popularise par des applications dans de multiples domaines, de la domotique à l'étude d'environnements naturels en passant par la régulation des transports ou encore la surveillance de bâtiments à risques. Si les RCSF présentent de bonnes perspectives pour le domaine de l'informatique omniprésente, le matériel utilisé présente souvent des capacités très limitées et il est souvent compliqué de développer des applications ou de configurer de tels réseaux. Des travaux récemment réalisés au laboratoire DOMUS amènent la vision d'une informatique omniprésente autonome qui permettrait à plusieurs éléments d'un réseau de s'organiser entre eux pour limiter les interventions humaines. Dans cette vision, la reprogrammation dynamique des noeuds est utilisée pour simplifier et alléger le processus de reconfiguration du réseau. Le présent projet s'est donc intéressé à la problématique de la reprogrammation des noeuds du réseau dans une optique future d'informatique omniprésente autonome adaptée aux RCSF. Le présent projet de maîtrise a permis dans un premier temps de mettre en place un cadriciel de programmation par composants adapté aux ressources contraintes des RCSF. Ce système de programmation par composants (POC) appelé Nodecom se place comme une amélioration par rapport aux solutions de POC déjà existantes. En effet, Nodecom présente la première architecture hybride permettant à la fois de programmer en utilisant des composants statiques et à la fois de pouvoir charger de nouveaux composants de manière dynamique. Cette architecture hybride a permis d'alléger l'impact du système de programmation par composants tout en conservant la possibilité de reprogrammer dynamiquement certains composants. Dans un second temps, le projet a consisté à réaliser un dépôt distribué de composants qui permet à chaque noeud de charger dynamiquement n'importe quel composant publié à travers le réseau. Dans ce dépôt distribué, chaque noeud peut se voir attribuer le rôle de conserver une copie d'un fichier de composant dans sa mémoire locale. Pour ce faire, l'implémentation réalisée repose sur un algorithme de routage par clé inspiré des réseaux pair-à-pair traditionnels et adapté aux contraintes des plateformes utilisées. Les résultats de l'évaluation de ce système de composants distribué pour les réseaux de capteurs sans-fils sont encourageants puisqu'ils mettent en évidence les faibles besoins en mémoire du système. L'implémentation réalisée dans ce projet se place alors comme un bon support pour les travaux futurs qui chercheront à adapter la vision d'informatique omniprésente autonome au contexte des réseaux de capteurs sans-fils.

L'informatique ambiante engage de nombreux dispositifs variés intégrés aux objets de la vie de tous les jours. Ces dispositifs peuvent collaborer pour faire émerger dynamiquement de nouvelles applications. Les applications logicielles s'adaptent alors en fonction des dispositifs disponibles dans l'infrastructure de dispositifs. L'objectif de cette thèse est de proposer une approche originale pour le développement d'applications logicielles en informatique ambiante. Ces dernières sont adaptables dynamiquement à un ensemble de dispositifs ambiants non nécessairement connus à l'avance. Pour cela, nous définissons la notion d'aspect d'assemblage permettant de reconfigurer de manière indépendante, dynamique et structurelle des applications définies à partir de composants logiciels. Les interférences possibles entre aspects d'assemblage sont alors résolues par des règles de fusion spécifiées dans un formalisme logique. Une application s'auto-adapte alors par tissage des aspects d'assemblage applicables et pré-sélectionnés. Ces travaux ont permis la réalisation d'une extension de la plate-forme logicielle WComp et la mise en oeuvre de plusieurs prototypes d'expérimentation en informatique ambiante, notamment dans le domaine du bâtiment intelligent.

Les maisons intelligentes sont des habitations équipées de technologies de l'information et de la communication qui anticipent et répondent aux besoins des occupants. Malgré les nombreux travaux et solutions existants, seulement peu d'exemplaires de maisons intelligentes ont été construits et vendus. La raison cachée derrière cette lente diffusion est l'orientation technologique des approches existantes. Cette thèse de doctorat vise à démontrer qu'une maison intelligente peut fournir des fonctionnalités conçues avec une approche centrée utilisateur, en prenant en compte de considérations ergonomiques sur l'activité domestique et sur la cognition humaine. Ceci est réalisé en collaboration avec des ergonomes cognitifs, qui aident à "prendre garde" à l'écart entre le contexte humain et le contexte compréhensible par une machine. En utilisant une instrumentation légère, qui minimise les problèmes d'acceptabilité et de protection de la vie privée, ce travail de thèse a mené aux contributions suivantes: (i) la conception interdisciplinaire de fonctionnalités adaptées, en collaboration avec des ergonomes cognitifs; (ii) la conception d'un système sensible au contexte qui capture et raisonne sur des informations contextuelles incertaines de façon distribuée; (iii) la réalisation d'un prototype qui démontre la fourniture de fonctionnalités qui réalisent des économies d'énergie, tout en préservant le confort des habitants. / Smart homes are residences equipped with information and communication technologies that anticipate and respond to the needs of the occupants. Despite the numerous research and industrial efforts, today only few expensive smart homes have been built and sold. The reason behind this slow uptake is the technology-driven approach characterizing existing solutions. The doctoral Thesis aims at demonstrating that a smart home can provide functionalities designed with a user-centered approach, taking into account ergonomic considerations about domestic activity and human cognition. This is achieved in collaboration with cognitive ergonomists, which help "minding the gap" between human context and machine-understandable context. Using off-the-shelf and lightweight instrumentation (also minimizing privacy concerns), extending existing context modeling, reasoning and management tools and following the Ubiquitous Computing principles, the doctoral work led to the following achievements: (i) the inter-disciplinary design of suitable functionalities, in collaboration with cognitive ergonomists; (ii) the design of a context-aware system that captures and reasons about uncertain contextual information in a distributed fashion; (ii) the realization of a working prototype that demonstrates the provision of energy-saving and comfort-preserving functionalities.

De nos jours, les appareils mobiles hébergent de nombreuses applications directement téléchargées et installées à partir d'un "Store" d'applications mobiles. L'existence d'une telle quantité d'applications pour une multitude d'objectifs impose une énorme surcharge sur les utilisateurs, qui doivent sélectionner, installer, supprimer et exécuter les applications appropriées.En outre, ces applications ont négligé la prise en compte du contexte de l'utilisateur. Elles proposent des scénarios d'utilisation statiques et non évolutifs. Ces applications servent à des fins spécifiques et sont supprimées ou oubliées, la plupart du temps, après la première utilisation. De plus, ces applications ne tiennent pas compte du monde des objets connectés en raison de leur architecture monolithique mise en œuvre pour fonctionner sur des appareils individuels. La solution proposée et intitulée "Long Life Application" offre une nouvelle façon de répondre aux besoins de l'utilisateur de façon dynamique et distribuée. Elle propose une évolution continue des applications (encours d'exécution) en ajoutant, supprimant, et déplaçant des fonctionnalités sur les appareils utilisés par l’utilisateur. Elle permet, aussi, de modifier le mode d'interaction en distribuant les exécutions sur plusieurs appareils en fonction des besoins de l'utilisateur. Pendant que l’utilisateur se déplace dans son environnement, l'application détecte des événements environnementaux et construit des situations contextuellement décrites. Ainsi, ce travail vise à offrir un nouveau type d'applications mobiles capables de détecter, de formuler et de comprendre le contexte des utilisateurs puis de réagir en conséquence. / Nowadays, mobile devices host many applications that are directly downloaded and installed from mobile application stores. The existence of such a large amount of apps for a myriad of purposes imposes a huge overhead on users, who are in charge of selecting, installing, and executing the appropriate apps, as well as deleting them when no longer needed. Moreover, these applications have mostly neglected to take into account the user’s context, as they propose static non-evolving scenarios. These applications serve for specific purposes and get deleted or forgotten most of the time after the first use. Furthermore, these apps fail to consider the, soon coming, connected world due to their monolithic architecture implemented to work on single devices. The proposed long-life application provides a new way to respond to the user’s needs dynamically and distributedly. It evolves at runtime by including/excluding business functionalities, updating the interaction mode, and migrating executions on multiple devices according to the user’s preferences. While he/she moves in his/her surroundings, the app detects the occurring events and builds contextually-described situations. So, this work aims to offer a new type of mobile application able to detect, formulate and understand the users’ context then react accordingly.