Compilation de déclarations dans des cadriciels : une méthodologie indépendante du langage

A language-independent methodology for compiling declarations into open platform frameworks

• Auteur / Autrice : Paul Van der Walt
• Direction : Charles Consel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 14/12/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique - Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Centre de recherche Inria de l'université de Bordeaux (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Lalanda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Volanschi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lalanda, Romain Rouvoy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Applications mobiles

Protection de l'information (informatique)

Langages de programmation

Mots clés libres

Cadriciels

Vie privée

Programmation générative

Langages de déclaration

Langage dédié

Programming frameworks

Sports equipment

Privacy

Generative programming

Declaration languages

Domain-specific languages

Résumé

Dans le domaine des plates-formes ouvertes, l’utilisation des cadriciels (frameworks) enrichis par des déclarations pour exprimer les permissions de l’application est de plus en plus répandue. Ceci est une réaction logique au fait qu’il y a une explosion d’adoption des appareils embarqués et mobiles. Leur omniprésence dans notre vie quotidienne engendre des craintes liées à la sécurité et à la vie privée, car l’usager partage de plus en plus ses données et ressources privées avec des tiers qui développent des applications auxquelles on n’a pas de raison de faire confiance. Malheureusement, la manière dont ces langages de spécification ainsi que ces cadres d’applications sont développés est généralement assez ad hoc et repose sur un domaine d’application et un langage de programmation fixes. De plus, ces cadriciels ne sont pas assez restrictifs pour régler le problème de la fuite de données privées et ne donnent souvent pas non plus assez d’informations à l’usager sur le comportement attendu de l’application. Cette thèse présente une méthodologie généraliste pour développer des cadriciels dirigés par des déclarations, qui cible un spectre large de langages de programmation. Nous montrons comment des langages de déclaration expressifs permettent de spécifier avec modularité les droits d’accès aux ressources ainsi que le flux de contrôle d’une telle application. Ces langages peuvent ensuite être compilés en un cadriciel garantissant à l’usager final le respect de ces permissions. Par rapport aux cadriciels existants, notre méthodologie permet de guider la personne qui développe des applications à partir des spécifications ainsi que d’informer l’usager final sur l’usage des ressources sensibles. Contrairement aux travaux existants, la méthodologie présentée dans cette thèse ne repose par sur un langage de programmation particulier. Nous montrons comment mettre en oeuvre de tels cadriciels dans un spectre de langages : des langages avec typage statique ou dynamique, et suivant le paradigme objet ou fonctionnel. L’efficacité de l’approche est montrée à travers des prototypes dans le domaine des applications mobiles dans deux langages très différents, à savoir Java et Racket, ce qui montre la généralité de notre approche.

In the domain of open platforms, it has become common to use application programming frameworks extended with declarations that express permissions of applications. This is a natural reaction to ever more widespread adoption of mobile and pervasive computing devices. Their wide adoption raises privacy and safety concerns for users, as a result of the increasing number of sensitive resources a user is sharing with non-certified third-party application developers. However, the approach to designing these declaration languages and the frameworks that enforce their requirements is often ad hoc, and limited to a specific combination of application domain and programming language. Moreover, most widely used frameworks fail to address serious privacy leaks, and, crucially, do not provide the user with insight into application behaviour. This dissertation presents a generalised methodology for developing declaration-driven frameworks in a wide spectrum of host programming languages. We show that rich declaration languages, which express modularity, resource permissions and application control flow, can be compiled into frameworks that provide strong guarantees to end users. Compared to other declaration-driven frameworks, our methodology provides guidance to the application developer based on the specifications, and clear insight to the end user regarding the use of their private resources. Contrary to previous work, the methodology we propose does not depend on a specific host language, or even on a specific programming paradigm. We demonstrate how to implement declaration-driven frameworks in languages with static type systems, completely dynamic languages, object-oriented languages, or functional languages. The efficacy of our approach is shown through prototypes in the domain of mobile computing, implemented in two widely differing host programming languages, demonstrating the generality of our approach.