Gestion autonome de la qualité de service et de la sécurité dans un environnement Internet des objets

Autonomous management of Quality of Service and security in an Internet of Things environment

• Auteur / Autrice : Ahmad Khalil
• Direction : Olivier Togni, Nader Mbarek
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 04/12/2019
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Informatique de Bourgogne (LIB) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Francine Krief
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Darties
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hacène Fouchal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automatisation

Qualité de Service (télécommunications)

Internet des objets

Mots clés libres

Internet des objets

Qualité de service

Sécurité

QBAIoT

IoT-MAAC

Gestion autonome

Internet of things

Quality of service

Security

QBAIoT

IoT-MAAC

Autonomic Computing

Résumé

De nos jours, les avancées technologiques font que l’Internet des Objets (IoT) est en train de s’imposer dans notre vie quotidienne afin d’en améliorer la qualité grâce à entre autres l’automatisation de certaines tâches. Un défi majeur dans le déploiement massif des applications et services IoT ainsi que leur utilisation dans différents domaines est l’amélioration du niveau de service correspondant. Ce niveau de service peut être caractérisé selon deux axes importants : la Qualité de Service (QoS) et la sécurité. De plus, ce niveau de service doit être géré d’une manière autonome au sein de l’IoT vu l’hétérogénéité et la taille des réseaux qui forment cet environnement rendant difficile, même impossible, leurs gestions d’une façon manuelle par les administrateurs. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons un mécanisme de QoS, appelé QBAIoT (QoS Based Access for IoT environments) permettant d’assurer un traitement différencié des trafics existants dans l’environnement IoT afin de respecter les exigences de chacun des trafics selon différents paramètres de QoS (i.e., délai, gigue, taux de livraison de paquets, etc.). QBAIoT est ensuite amélioré afin d’être géré d’une manière autonome à travers deux fonctions importantes : l’auto-configuration et l’auto-optimisation. De plus, afin d’assurer la QoS au sein de l’environnement IoT, il faut optimiser la consommation énergétique des composants contraints en termes de ressources. Ainsi, nous proposons une adaptation de QBAIoT permettant de réduire sa consommation énergétique d’une manière autonome tout en respectant la précision des données remontées par les objets IoT. Notre contribution concernant le deuxième axe du niveau de service dans un environnement IoT, à savoir la sécurité, se traduit par un mécanisme permettant de contrôler l’accès des objets aux passerelles IoT. Nous appelons cette méthode de contrôle d’accès IoT-MAAC (IoT Multiple Attribute Access Control) car elle prend en compte différents paramètres spécifiques à l’environnement IoT (i.e., confiance des objets, identificateur de l’objet, empreinte digitale de l’objet, etc.). La prise de décision concernant le contrôle d’accès des objets IoT est gérée d’une façon autonome par les passerelles IoT et vise à respecter les exigences de cet environnement en termes de confiance.

Nowadays, the Internet of Things (IoT) is becoming important in our daily lives thanks to technological advances. This paradigm aims to improve the quality of human life through automating several tasks. In this context, service level guarantee within IoT environments is a major challenge while considering a massive deployment of IoT applications and services as well as extending their usage to different domains. The IoT service level can be characterized in two parts: Quality of Service (QoS) and security. Moreover, this service level must be managed in an autonomic manner within the IoT environment given the heterogeneity and the size of its infrastructure making it difficult, even impossible, their management in a manual manner by the administrators. In this thesis, we propose a QoS based channel access control mechanism, called QBAIoT (QoS Based Access for IoT environments), to ensure a differentiated processing of existing traffics in the IoT environment. The differentiated processing allows satisfying the requirements of each traffic according to different QoS parameters (i.e., delay, jitter, packet delivery ratio, etc.). Then, QBAIoT is improved and upgraded to integrate self-management capabilities thanks to two important functions of the closed control loop: self-configuration and self-optimization. In addition, to offer a better QoS within the IoT environment, it is necessary to optimize the energy consumption of resources’ constrained components. Thus, we propose an adaptation of QBAIoT allowing to reduce its energy consumption in an autonomic manner while respecting the data accuracy. Our contribution concerning the second part of service level guarantee within an IoT environment, which is security, consists is a mechanism enabling IoT objects access control to IoT gateways, called IoT-MAAC (IoT Multiple Attribute Access Control). This mechanism takes into account different parameters that are specific to IoT environments (i.e., IoT object trust, IoT object identifier, IoT object fingerprint, etc.). Finally, the decision making process regarding IoT object access control is autonomously managed by IoT gateways and aims to meet the requirements of IoT environment in terms of trust.