Dans un contexte où nous produisons de plus en plus de données personnelles et où nous contrôlons de moins en moins comment et par qui elles sont utilisées, une nouvelle manière de les gérer voit le jour: le « nuage personnel ». En partenariat avec la jeune pousse française Cozy Cloud (https://cozy.io) qui développe une telle technologie, nous définissons à travers ces travaux une manière collaborative d'interroger ces nuages personnels qui respecte la vie privée des utilisateurs.Pour y parvenir nous détaillons dans cette thèse trois contributions : (1) un ensemble de quatre prérequis que tout protocole doit respecter dans ce contexte particulier : l'aléa imposé qui empêche un attaquant d'influencer le déroulement de l'exécution, la dispersion des connaissances qui assure qu'aucun participant ne possède trop d'informations, l'atomicité des tâches qui diminue au maximum le rôle joué par chaque participant directement impliqué dans l'exécution et les communications cachées pour protéger l'identité des participants et les informations échangées ; (2) SEP2P un protocole se basant sur une table de hashage distribuée et CSAR, un protocole permettant de générer un nombre aléatoire, afin de générer une liste aléatoire et vérifiable d'acteurs en accord avec le premier prérequis ; et (3) DISPERS un protocole qui applique les trois derniers prérequis et découpe l'exécution d'une requête de sorte à minimiser les informations accédées par chaque acteur pour minimiser l'impact d'une fuite au cas où un attaquant aurait été sélectionné parmi ces mêmes acteurs. / In a context where we produce more and more personal data and where we control less and less how and by whom they are used, a new way of managing them is on the rise: the "personal cloud". In partnership with the french start-up Cozy Cloud (https://cozy.io) that is developing such technology, we propose through this work a way of collaboratively querying the personal clouds while preserving the privacy of the users.We detail in this thesis three contributions to achieve this objective: (1) a set of four requirements any protocol has to respect in this particular context: imposed randomness to prevent an attacker from influencing the execution of a query, knowledge dispersion to prevent any node from concentrating information, task atomicity to split the execution in as many independent tasks as necessary and hidden communications to protect the identity of the participants as well as the content of their communications; (2) SEP2P a protocol leveraging a distributed hash table and CSAR, another protocol that generates a verifiable random number, in order to generate a random and verifiable list of actors in accordance with the first requirement; and (3) DISPERS a protocol that applies the last three requirements and splits the execution of a query so as to minimize the impact of a leakage (in case an attacker was selected as actor) by providing to each actor the minimum amount of information it needs in order to execute its task.

Ces dernières années ont été marquées par une numérisation croissante de nos vies, conjuguée à une explosion du volume des données personnelles sur Internet. Cela a favorisé l’émergence d’un marché focalisé sur leur analyse, afin d’établir des profils de plus en plus poussés et intrusifs des individus, généralement à leur insu. Parallèlement, des surveillances d’états se mettent en place qui font craindre un glissement progressif vers des dystopies jusqu’ici réservées à la littérature. Afin de répondre à cette situation, le paradigme du Cloud personnel s’est développé : chaque utilisateur a désormais la possibilité de stocker et gérer l’intégralité de son patrimoine numérique dans un unique espace de confiance dont il est le seul responsable.Cette responsabilisation entraîne cependant un changement de gouvernance sur les données, dont la sécurité et l’administration reposent désormais sur les épaules des individus. En particulier lorsqu’ils souhaitent partager leurs documents et donc les exposer à des personnes ou services tiers. Cette thèse propose ainsi un nouveau paradigme dans la façon de partager dans le Cloud personnel qui met l’accent sur la sécurité, mais aussi sur le contrôle et la simplicité d’utilisation par les individus. Trois contributions sont faites en ce sens : (i) une architecture Privacy-by-Design, dédiée au Cloud personnel, (ii) un modèle de partage adapté aux propriétés du Cloud personnel et (iii) un protocole de partage implémenté dans la plateforme Cozy. / These past years have witnessed a growing digitalization of our lives, combined with an explosion of personal data quantity on the Internet. This has opened the way to a data-driven market focused on their analysis for profiling purposes, increasingly intrusive and most of the time performed without the user acknowledgement. At the same time, states surveillances are being established, raising concerns about potential dystopias, until now confined in the literature. To tackle this situation, the Personal Cloud paradigm has risen: each user has now the possibility to store and manage all her digital life in a trusted space in which she is the sole responsible.However, this empowerment leads to a governance switch. The user is now in charge of the security and the administration of their data. In particular in the sharing context, where the data is exposed to people or third-parties. Therefore, this thesis proposes a new paradigm in the way the sharing is performed in the Personal Cloud. It focuses on security, control and on a better simplicity of use for the users. Three contributions are made in this direction: (i) a Privacy-by-Design architecture, dedicated for the Personal Cloud context, (ii) a sharing model suited for the Personal Cloud properties and (iii) a sharing protocol implemented in the Cozy platform.