Amélioration de la sécurité des systèmes embarqués, temps réels et critiques

Security enhancement in embedded hard real-time systems

• Auteur / Autrice : Nicolas Bellec
• Direction : Isabelle Puaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 23/05/2023
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - PACAP
• Jury : Président / Présidente : Gildas Avoine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Carle, Guillaume Hiet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Nicomette, Karine Heydemann

Mots clés

Mots clés contrôlés

Temps réel (informatique)

Mesures de sûreté

Systèmes embarqués (informatique)

Mots clés libres

Sécurité informatique

Système temps-Réel

Sécurité logiciel

Intégrité du flux de donnée

Computer security

Real-Time systems

Software security

Data-Flow integrity

Résumé

Les systèmes temps-réels embarquent de plus en plus de moyen pour communiquer sans fils avec des utilisateurs extérieurs. Ces mêmes moyens peuvent être détournés pour attaquer ces systèmes, brisant les garanties de ces derniers et pouvant engendrer des accidents. Pour protéger les systèmes temps-réels contre ces nouvelles attaques, il est nécessaire de développer de nouvelles protections prenant en compte les spécificités de ces systèmes. Dans cette thèse, nous cherchons à améliorer la sécurité des systèmes temps-réels contre des attaques dites par corruption de mémoire. Ces attaques utilisent une mauvaise gestion de la mémoire dans un programme pour modifier son comportement. Nous nous intéressons en particulier à une défense appelée Intégrité du flux de donnée, qui peut protéger contre une vaste classe d'attaque par corruption de mémoire. Nous adaptons cette protection au contexte des systèmes temps-réels en optimisant le temps d'exécution dans le pire cas, une métrique fondamentale pour garantir la bonne exécution de ces systèmes.

Real-time systems have more and more ways to communicate wirelessly with external users. These same means can be hijacked to attack these systems, breaking their guarantees and potentially causing accidents. To protect real-time systems against these new attacks, it is necessary to develop new protections taking into account the specificities of these systems. In this thesis, we seek to improve the security of real-time systems against so-called memory corruption attacks. These attacks use a bad memory management in a program to modify its behavior. We are particularly interested in a defense called Data Flow Integrity, which can protect against a large class of memory corruption attacks. We adapt this protection to the context of real-time systems by optimizing the worst-case execution time, a fundamental metric to ensure the correct execution of these systems.