Contrôle d'accès dynamique et architecture de sécurité pour la protection des applications sous Android

Dynamic access control and security architecture to protect Android applications.

• Auteur / Autrice : Guillaume Averlant
• Direction : Vincent Nicomette, Eric Alata
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et télécommunications
• Date : Soutenance le 02/10/2019
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes / LAAS
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Kaaniche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Nicomette, Eric Alata, Maryline Laurent, Jean louis Lanet, Jean-François Lalande, Louis Rilling
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Maryline Laurent, Jean louis Lanet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Smartphones

Mots clés libres

Smartphones

Android

Politique d'autorisation

Architecture de sécurité multi-niveau

Hyperviseur

Sécurité

Smartphones

Android

Authorization policy

Multi-level security architecture

Hypervisor

Security

Résumé

Dans cette thèse, nous nous intéressons spécifiquement à l'environnement Android. Nous avons en effet relevé un manque dans les capacités d'expression du modèle de permission d'Android vis-à-vis d'un certain nombre de menaces émergentes. Pour répondre à ces dernières, nous proposons une politique de sécurité venant compléter le système de permissions actuel d'Android. Celle-ci a pour but de restreindre dynamiquement, i.e. en fonction du contexte courant d'exécution du smartphone, les droits d'exécution et la capacité d'accès aux ressources du smartphone, pour chaque application installée. Outre les bénéfices en termes de sécurité, l'utilisation d'une telle politique permet à un utilisateur d'avoir un contrôle plus fin sur l'accès des applications aux données qui relèvent de la vie privée. Cette politique de sécurité constitue la première contribution de cette thèse. Elle est adjointe à la conception d'une architecture de sécurité implémentant les mécanismes de contrôle d'accès nécessaires à sa mise en oeuvre. Cette deuxième contribution se repose sur une architecture multiniveau,i.e. comprenant plusieurs composants de différents niveaux de privilèges. Plus précisément, ceux-ci ont été implantés à la fois dans le framework Android, dans le noyau Linux, et dans un hyperviseur. La dernière contribution de cette thèse consiste en la réalisation d'un prototype de cette architecture sur une carte de développement, associée à la présentation de tests permettant de montrer l'efficacité et la pertinence de l'approche.

In this thesis, we specifically focus on the Android environment. Indeed, we noticed a lack in the capabilities of the Android permission model against a number of emerging threats. To address these threats, we propose a security policy that complements the current Android permission system. This policy aims at restricting dynamically, i.e. based on the current smartphone execution context, the execution rights and the ability to access smartphone resources for each installed application. Besides the security benefits, the use of such a policy allows a user to have a tighter control over the access ofapplications to privacy-related data. This security policy is the first contribution of this thesis. Furthermore, we designed a security architecture that implements the access control mechanisms required to carry out such a policy. This second contribution is based on a so-called ''multi-level'' architecture, i.e. made up of several components of different privilege levels. Specifically, these have been implemented both in the Android framework, in the Linux kernel, and in a hypervisor. The last contribution of this thesis involves the realization of a prototype of this architecture on a development board, associated with the presentation of tests that showcase the effectiveness and relevance of the approach.