Cybersécurité en réalité virtuelle : améliorer le processus de détection d’intrusion, d’investigation et de décision via l’utilisation de techniques de visualisations 3D immersives

Virtual reality for cybersecurity : improve intrusion detection, investigation and decision making processes through the use of immersive 3D visualization techniques

• Auteur / Autrice : Nicolas Delcombel
• Direction : Thierry Duval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et le numérique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Equipe Immersive Natural User Interaction team - Département Informatique - Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
• Jury : Président / Présidente : Françoise Sailhan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Duval, Pierre Parrend, Marcos Serrano, Arnaud Prouzeau, Marc-Oliver Pahl
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Parrend, Marcos Serrano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Visualisation

Réalité virtuelle

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Mots clés libres

Cybersécurité

Réalité Virtuelle

Signaux Faible

Visualisation

Cybersecurity

Virtual reality

Weak signals

Visualization

Résumé

Dans cette thèse, nous avons examiné comment la réalité virtuelle pouvait contribuer à aider les opérateurs des centres d’opération cyber qui sont chargés de traiter un grand nombre d’alertes dans des délais restreints. Pour trier ces alertes, les opérateurs comparent le comportement du système surveillé avec son comportement nominal et doivent corréler des données nombreuses et variées. Les outils 2D dont ils disposent actuellement ne fournissent pas de visualisations efficaces. Celles-ci sont limitées par leurs difficultés à corréler des données entre plusieurs visualisations, et à représenter l’évolution du comportement d’un système au fil du temps. Nous avons donc créé un concept de visualisation 3D qui permet de dépasser ces limitations. Nous avons développé un prototype immersif basé sur ce concept que nous avons évalué par rapport à des visualisations 2D. Les résultats montrent une plus grande efficacité de notre prototype pour traiter des données complexes, tout en permettant engagement accru des utilisateurs au prix d’un effort physique supplémentaire et de l’impossibilité d’interagir avec des outils 2D classiques dans l’environnement virtuel. Nous avons donc élaboré un concept d’environnement immersif pour la cybersécurité qui permet d’utiliser des visualisations 3D tout en ayant accès à des outils classiques de cybersécurité. Nous avons démontré que sa réalisation est possible et avons commencé à créer un prototype limité mais fonctionnel.

In this thesis, we examined how virtual reality could contribute to assisting operators in cyber operation centers who are responsible for processing a large number of alerts within tight deadlines. To sort through these alerts, operators compare the behavior of the monitored system with its nominal behavior and must correlate numerous and diverse data. The 2D tools they currently have do not provide effective visualizations. They are limited by their difficulty in correlating data between multiple visualizations, and in representing the evolution of a system’s behavior over time. Therefore, we created a 3D visualization concept that overcomes these limitations. We developed an immersive prototype based on this concept, which we evaluated compared to 2D visualizations. The results show greater efficiency of our prototype in processing complex data, while allowing increased user engagement at the cost of additional physical effort and the inability to interact with traditional 2D tools in the virtual environment. We thus devised a concept for an immersive cybersecurity environment that enables the use of 3D visualizations while having access to conventional cybersecurity tools. We demonstrated that all the necessary software components for its realization are available and have begun combining them to create a limited but functional prototype.