Ce mémoire traite la problématique de la mobilité des sessions pour le transfert des communications multimédias basées sur le protocole SIP. Plusieurs aspects sont étudiés et des mécanismes proposés afin de permettre la mobilité des sessions avant, durant et après leur établissement. En plus d'une communication impliquant deux intervenants, Il a été possible d'étendre l'utilisation de la mobilité des sessions pour l'appliquer aux scénarios de communications en mode conférence regroupant plusieurs intervenants. Les mécanismes de mobilité de session développés au cours de cette thèse sont par la suite déployés pour (1) permettre des transformations entre différentes topologies de conférences et (2) construire un modèle de conférence adapté pour l'échange de la voix au sein des groupes de communication à large échelle.

La Voix sur IP (VoIP) est devenue un paradigme majeur pour fournir des services de télécommunications flexibles tout en réduisant les coûts opérationnels. Le déploiement à large échelle de la VoIP est soutenu par l'accès haut débit à l'Internet et par la standardisation des protocoles dédiés. Cependant, la VoIP doit également faire face à plusieurs risques comprenant des vulnérabilités héritées de la couche IP auxquelles s'ajoutent des vulnérabilités spécifiques. Notre objectif est de concevoir, implanter et valider de nouveaux modèles et architectures pour assurer une défense préventive, permettre le monitorage et la détection d'intrusion dans les réseaux VoIP. Notre travail combine deux domaines: celui de la sécurité des réseaux et celui de l'intelligence artificielle. Nous renforçons les mécanismes de sécurité existants en apportant des contributions sur trois axes : Une approche basée sur des mécanismes d'apprentissage pour le monitorage de trafic de signalisation VoIP, un pot de miel spécifique, et un modèle de corrélation des événements pour la détection d'intrusion. Pour l'évaluation de nos solutions, nous avons développés des agents VoIP distribués et gérés par une entité centrale. Nous avons développé un outil d'analyse des traces réseaux de la signalisation que nous avons utilisé pour expérimenter avec des traces de monde réel. Enfin, nous avons implanté un prototype de détection d'intrusion basé sur des règles de corrélation des événements. / Voice over IP (VoIP) has become a major paradigm for providing flexible telecommunication services and reducing operational costs. The large-scale deployment of VoIP has been leveraged by the high-speed broadband access to the Internet and the standardization of dedicated protocols. However, VoIP faces multiple security issues including vulnerabilities inherited from the IP layer as well as specific ones. Our objective is to design, implement and validate new models and architectures for performing proactive defense, monitoring and intrusion detection in VoIP networks. Our work combines two domains: network security and artificial intelligence. We reinforce existent security mechanisms by working on three axes: a machine learning approach for VoIP signaling traffic monitoring, a VoIP specific honeypot and a security event correlation model for intrusion detection. In order to experiment our solutions, we have developed VoIP agents which are distributed and managed by a central entity. We have developed an analyzer of signaling network traces and we used it to analyze real-world traces. Finally, we have implemented a prototype of a rule-based event-driven intrusion detection system.

Dans cette thèse, je propose trois contributions principales : dans notre première contribution, nous étudions l'architecture d'identité WebRTC et plus particulièrement son intégration aux algorithmes de délégation d'authentification existants. Cette intégration n'a pas encore été étudiée jusqu'à présent. Dans cette perspective, nous implémentons les composants de l'architecture d'identité WebRTC ce qui nous permet de montrer que cette architecture n'est pas particulièrement adaptée à une intégration aux protocoles de délégation d'authentification existants tels qu'OpenID Connect. Pour répondre à RQ1, nous montrons ensuite comment la position centrale des fournisseurs d'identité dans l'écosystème du Web est renforcée par leur intégration à l'établissement de session WebRTC, posant ainsi un risque supplémentaire contre la discrétion des utilisateurs. Dans l'écosystème Web, la norme est l'architecture des services en silo dont les utilisateurs sont captifs. C'est en particulier le cas des systèmes de délégation d'authentification, pour lesquels la plupart du temps, il n'est pas possible de choisir son fournisseur d'identité. Afin de répondre à RQ3, nous réalisons une étude afin de déterminer pour quelles raisons les utilisateurs ne peuvent pas choisir leur fournisseur d'identité sur Web. Notre étude montre que bien que ce choix soit possible en théorie, l'absence d'implémentation de certains standards par les sites webs et les fournisseurs d'identité empêche ce choix en pratique. Dans notre seconde contribution, nous cherchons à donner plus de contrôle à l'utilisateur. Pour ce faire et en réponse à RQ2, nous proposons une extension de la spécification WebRTC afin de permettre la négociation des paramètres d'identité. Un prototype d'implémentation est proposé afin de valider notre proposition. Cette implémentation révèle certaines limites dues à l'API d'identité WebRTC empêchant notamment d'obtenir un retour sur le niveau d'authentification de l'autre utilisateur ainsi que l'impossibilité de changer de fournisseur d'identité en cours de session. Nous proposons ensuite une API Web permettant aux utilisateurs de choisir leur fournisseur d'identité lors d'une authentification sur un site tiers via une interface de sélection d'identité contrôlée par le navigateur. Répondant à RQ3, notre API repose sur une réutilisation de l'architecture d'identité WebRTC dans un scénario client-serveur. Nous présentons une implémentation de notre solution, basée sur une extension du navigateur Firefox, afin d'en démontrer l'utilisabilité. Nos résultats montrent qu'à long terme, l'adoption de cette API pourrait réduire la charge d'implémentation pour les développeurs de sites Web et permettre aux utilisateurs de préserver leur discrétion en choisissant des fournisseurs d'identité de confiance. / In this thesis, we propose three main contributions : In our first contribution we study the WebRTC identity architecture and more particularly its integration with existing authentication delegation protocols. This integration has not been studied yet. To fill this gap, we implement components of the WebRTC identity architecture and comment on the issues encountered in the process. In order to answer RQ1, we then study this specification from a privacy perspective an identify new privacy considerations related to the central position of identity provider. In the Web, the norm is the silo architecture of which users are captive. This is even more true of authentication delegation systems where most of the time it is not possible to freely choose an identity provider. In order to answer RQ3, we conduct a survey on the top 500 websites according to Alexa.com to identify the reasons why can't users choose their identity provider. Our results show that while the choice of an identity provider is possible in theory, the lack of implementation of existing standards by websites and identity providers prevent users to make this choice. In our second contribution, we aim at giving more control to users. To this end and in order to answer RQ2, we extend the WebRTC specification to allow identity parameters negotiation. We present a prototype implementation of our proposition to validate it. It reveals some limits due to the WebRTC API, in particular preventing to get feedback on the other peer's authentication strength. We then propose a web API allowing users to choose their identity provider in order to authenticate on a third-party website, answering RQ2. Our API reuse components of the WebRTC identity architecture in a client-server authentication scenario. Again, we validate our proposition by presenting a prototype implementation of our API based on a Firefox extension. Finally, in our third contribution, we look back on RQ1 and propose a trust and security model of a WebRTC session. Our proposed model integrates in a single metric the security parameters used in the session establishment, the encryption parameters for the media streams, and trust in actors of the communication setup as defined by the user. Our model objective is to help non-expert users to better understand the security of their WebRTC session. To validate our approach, we conduct a preliminary study on the comprehension of our model by non-expert users. This study is based on a web survey offering users to interact with a dynamic implementation of our model.

Dans cette thèse, nous nous intéressons au déploiement à grande échelle de la Voix sur IP (VoIP) dans des environnements Internet hétérogènes. Après une description des mécanismes de codage et de transmission de la voix sur l'Internet, nous étudions dans une première partie de la thèse, les limites de performance dans le cas d'une transmission d'un grand nombre de flux de voix sur IP entre deux passerelles téléphoniques. Nous discutons le besoin d'utilisation de mécanismes de contrôle de congestion pour le trafic de voix sur IP qui est en croissance continue sur l'Internet. Nous proposons un nouveau schéma de contrôle de congestion de la voix sur IP. Ce schéma combine le multiplexage de flux RTP et le mécanisme de contrôle TCP-amical (TCP-friendly) afin d'améliorer l'efficacité et la performance de la transmission des flux de voix sur IP et de garantir l'équité avec les autres types de trafic coexistant sur l'Internet. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude de la transmission de la voix dans des environnements de réseaux locaux sans fil IEEE 802.11e. Nous développons un modèle analytique permettant d'évaluer la capacité d'un réseau 802.11e en nombre de communications de voix sur IP en fonction des paramètres de l'application (codage audio utilisé) ainsi que des paramètres relatifs aux canal de transmission sans fil. Ce modèle peut être utilisé pour ajuster ces paramètres afin d'augmenter la capacité du réseau sans fil tout en considérant les contraintes strictes des communications interactives de la voix sur IP. Dans la dernière partie de la thèse, nous étudions le cas de la transmission de la voix sur IP dans des environnements Internet hétérogènes (filaires/sans fil) constitués en partie par des liens d'accès sans fil. Nous proposons une architecture basée sur une passerelle de voix sur IP placée au bord du réseau sans fil. Cette passerelle est utilisée pour adapter les flux de voix aux caractéristiques du réseau sans fil. Le mécanisme d'adaptation proposé estime dynamiquement l'état de congestion du canal sans fil et permet la différentiation entre les pertes de paquets causées par la congestion et celles dûes aux erreurs de transmission sur le canal sans fil. L'adaptation appropriée est alors appliquée. Le mécanisme d'adaptation proposé, ne nécessite pas de modifications du protocole de contrôle d'accès au canal sans fil (MAC), ce qui facilite son déploiement sur l'infrastructure réseau existante.

La Voix sur IP (VoIP) est devenue un paradigme majeur pour fournir des services de télécommunications flexibles tout en réduisant les coûts opérationnels. Le déploiement à large échelle de la VoIP est soutenu par l'accès haut débit à l'Internet et par la standardisation des protocoles dédiés. Cependant, la VoIP doit également faire face à plusieurs risques comprenant des vulnérabilités héritées de la couche IP auxquelles s'ajoutent des vulnérabilités spécifiques. Notre objectif est de concevoir, implanter et valider de nouveaux modèles et architectures pour assurer une défense préventive, permettre le monitorage et la détection d'intrusion dans les réseaux VoIP.<br /><br />Notre travail combine deux domaines: celui de la sécurité des réseaux et celui de l'intelligence artificielle. Nous renforcons les mécanismes de sécurité existants en apportant des contributions sur trois axes : Une approche basée sur des mécanismes d'apprentissage pour le monitorage de trafic de signalisation VoIP, un pot de miel spécifique, et un modèle de corrélation des évenements pour la détection d'intrusion. Pour l'évaluation de nos solutions, nous avons développés des agents VoIP distribués et gérés par une entité centrale. Nous avons développé un outil d'analyse des traces réseaux de la signalisation que nous avons utilisé pour expérimenter avec des traces de monde réel. Enfin, nous avons implanté un prototype de détection d'intrusion basé sur des règles de corrélation des événements.

Depuis plusieurs années, on observe une multiplication des services de communication en temps réel de type Over-The-Top (OTT). Ces solutions utilisent l¿Internet « best-effort » et s¿adaptent aux fluctuations du réseau. Néanmoins, il est discutable que l¿approche OTT soit suffisante pour fournir une qualité de service de communication acceptable quelles que soient les conditions réseaux. Dès lors, est-il possible d¿utiliser l¿assistance réseau pour améliorer la qualité de service des solutions OTT ?Pour traiter cette question, nous étudions tout d¿abord les solutions OTT, et particulièrement la technologie WebRTC. Nous identifions trois stratégies de couplage lâche qui permettent de tirer parti des mécanismes réseaux pour améliorer la qualité de service des solutions OTT.Nous vérifions la pertinence de ces stratégies dans le contexte de la gestion du trafic. On identifie deux approches de gestion du trafic adaptées à WebRTC : 1) qui assure des délais d¿attente courts quel que soit le trafic ou 2) qui isole le trafic sensible. On évalue ces solutions et leur impact sur WebRTC, pour les réseaux d¿accès filaire (uplink, ADSL et fibre). Les résultats obtenus montrent que les pratiques actuelles de gestion du trafic ne sont pas adaptées au trafic WebRTC. De plus, les solutions proposées assurent plus d¿équité entre le trafic WebRTC et TCP et elles permettent d¿éviter que le trafic WebRTC soit désavantagé et elles améliorent la qualité de communication.Enfin, ces solutions de la gestion du trafic sont positionnées dans le contexte des stratégies de couplage proposées. A partir de là, on fournit des recommandations pour améliorer la qualité WebRTC avec l¿assistance du NSP. / The number of real-time Over-The-Top (OTT) communication services has increased in the recent years. OTT solutions use the best-effort Internet delivery and rely on mechanisms built into the endpoints to adapt to underlying network fluctuations. Nevertheless, it is questionable if this approach is enough to provide acceptable quality of communication regardless the network conditions. Therefore, can network assistance be used to improve the quality of OTT real-time communication services?To address this question, we study OTT solutions with a focus on WebRTC. We identify three loose coupling strategies that leverage network mechanisms for improving OTT communication services quality.We verify the pertinence of these coupling strategies in the context of traffic management. We identify two approaches of traffic management solutions adapted to WebRTC traffic: 1) aiming at assuring lower queuing delays regardless the traffic or 2) isolating the sensitive traffic. We study the impact of identified traffic management solutions on WebRTC for wireline access networks (uplink, ADSL and fiber). The obtained results show that current Internet engineering practices are not well adapted to the WebRTC traffic, but are optimized for TCP traffic. Furthermore, the proposed solutions ensure more fairness between WebRTC and TCP flows and consequently enable avoiding WebRTC traffic starvation and improve the overall quality of the communication.In the final analysis, the evaluated traffic management solutions are positioned in the context of identified coupling strategies. Based on this assessment, we provide recommendations of improving WebRTC quality with the assistance of NSP.

Les réseaux maillés sans fil (RMSF), grâce à leurs caractéristiques avantageuses, sont considérés comme une solution efficace pour le support des services de voix, vidéo et de données dans les réseaux de prochaine génération. Le standard IEEE 802.16-d a spécifié pour les RMSF, à travers son mode maillé, deux mécanismes de planifications de transmission de données; à savoir la planification centralisée et la planification distribuée. Dans ce travail, on a évalué le support de la qualité de service (QdS) du standard en se focalisant sur la planification distribuée. Les problèmes du système dans le support du trafic de voix ont été identifiés. Pour résoudre ces problèmes, on a proposé un protocole pour le support de VoIP (AVSP) en tant qu’extension au standard original pour permettre le support de QdS au VoIP. Nos résultats préliminaires de simulation montrent qu’AVSP offre une bonne amélioration au support de VoIP. / Wireless mesh networks (WMNs), because of their advantageous characteristics, are considered as an effective solution to support voice services, video and data in next generation networks. The IEEE 802.16-d specified for WMNs, through its mesh mode, two mechanisms of scheduling data transmissions; namely centralized scheduling and distributed scheduling. In this work, we evaluated the support of the quality of service (QoS) of the standard by focusing on distributed scheduling. System problems in the support of voice traffic have been identified. To solve these problems, we proposed a protocol for supporting VoIP, called Assisted VoIP Scheduling Protocol (AVSP), as an extension to the original standard to support high QoS to VoIP. Our preliminary simulation results show that AVSP provides a good improvement to support VoIP.

Les réseaux maillés sans fil (RMSF), grâce à leurs caractéristiques avantageuses, sont considérés comme une solution efficace pour le support des services de voix, vidéo et de données dans les réseaux de prochaine génération. Le standard IEEE 802.16-d a spécifié pour les RMSF, à travers son mode maillé, deux mécanismes de planifications de transmission de données; à savoir la planification centralisée et la planification distribuée. Dans ce travail, on a évalué le support de la qualité de service (QdS) du standard en se focalisant sur la planification distribuée. Les problèmes du système dans le support du trafic de voix ont été identifiés. Pour résoudre ces problèmes, on a proposé un protocole pour le support de VoIP (AVSP) en tant qu’extension au standard original pour permettre le support de QdS au VoIP. Nos résultats préliminaires de simulation montrent qu’AVSP offre une bonne amélioration au support de VoIP. / Wireless mesh networks (WMNs), because of their advantageous characteristics, are considered as an effective solution to support voice services, video and data in next generation networks. The IEEE 802.16-d specified for WMNs, through its mesh mode, two mechanisms of scheduling data transmissions; namely centralized scheduling and distributed scheduling. In this work, we evaluated the support of the quality of service (QoS) of the standard by focusing on distributed scheduling. System problems in the support of voice traffic have been identified. To solve these problems, we proposed a protocol for supporting VoIP, called Assisted VoIP Scheduling Protocol (AVSP), as an extension to the original standard to support high QoS to VoIP. Our preliminary simulation results show that AVSP provides a good improvement to support VoIP.