Architecture de sécurité pour systèmes multi-agents embarqués

Security architecture for multi-embedded-agent systems

• Auteur / Autrice : Arthur Baudet
• Direction : Oum-El-Kheir Aktouf, Philippe Elbaz-Vincent, Annabelle Mercier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de conception et d'intégration des systèmes (Valence, Drôme, France ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe de recherche Conception et Test de SYStèmes embarqués (Grenoble ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Lilian Bossuet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Oum-El-Kheir Aktouf, Jean-Paul Jamont
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Vercouter, Pascal Lafourcade

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intelligence artificielle répartie

Infrastructures à clés publiques

Mots clés libres

Système de gestion de clefs

Cryptographie

Sécurité

Systèmes multi-Agents

Architecture

Systèmes embarqués

Embedded systems

Mulit-Agent systems

Architecture

Security

Key management system

Cryptography

Résumé

En raison de augmentation constante du nombre de systèmes embarqués et la montée en puissance de l'intelligence artificielle promouvant l'utilisation d'objets connectés autonomes, nous sommes maintenant submergés de systèmes embarqués recueillant des données sur notre comportement et notre environnement. De plus, nous atteignons les limites de puissance de calcul, et des capacités réseau, des centres de données et des infrastructures centralisées, et nous nous dirigeons vers l'« edge computing » et les architectures système décentralisées. L'accroissement du nombre et l'augmentation de l'autonomie de ces systèmes mènent cependant à une augmentation de leur complexité et de leur vulnérabilité. En effet, ces systèmes sont sujets aux attaques matérielles, réseaux et logicielles, ce qui crée des risques d'endommagement pour eux, mais aussi pour nous, les utilisateurs et utilisatrices qui voient leurs données personnelles et de santé menacéespar ces mêmes attaques.Ce travail de thèse a pour objectif de fournir les fondations pour le déploiement d'une architecture de sécurité globale prenant en compte l'entièreté des attaques auxquels les réseaux décentralisés de systèmes embarqués autonomes peuvent faire face.Pour cela, nous étudions et assemblons les solutions de sécurité les plus avancées dans ce domaine. Ainsi, nous avons tout d'abord procédé à la revue de littérature scientifique sur le sujet. Puis, notant un manque au niveau des systèmesde gestion de clefs, nous avons proposé une infrastructure à clefs publiques spécialement conçue pour des systèmes autonomes distribués et décentralisés.Cette infrastructure a été validée par simulations et par méthodes de vérification de modèles.Enfin, nous visons à améliorer cette infrastructure en la dotant d'un registre distribué afin de recueillir les certificats et liste de révocations.

With the number of embedded devices ever-increasing and the rise of artificial intelligence that promotes interconnected autonomous systems, we are now overwhelmed with embedded systems gathering information and providing services ranging from home automation, to smart healthcare and autonomous transportation. Moreover, we are now reaching the limits of data centers and centralized architectures and are heading toward edge computing and decentralized systems. Both the increase in number and autonomy of these decentralized systems lead to more complexity but also to security vulnerabilities and threats. Those systems are prone to hardware, network and software attacks which might not only damage them, butalso expose personal and health information.This thesis aims to provide the foundations of a global security architecture capable of implementing countermeasures for all the attacks that decentralized networks of autonomous embedded devices can face.Thus, we plan to study and assemble current state-of-the-art advancements in security of decentralized autonomous systems. In order to achieve this goal, we reviewed the scientific literature regarding this topic; then, noticing a lack of key management systems to complete this security architecture, we proposed a public key infrastructure specifically designed for decentralized autonomous systems of embedded devices.The infrastructure was validated through simulations and model checking.We are now looking to enhance it using a distributed ledger to store the certificates and certificate revocation lists.