Dissertations / Theses: 'Internet des objets – Informatique'

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Gyrard, Amélie. "Concevoir des applications internet des objets sémantiques." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0018.

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Abstract:

Selon les prévisions de Cisco , il y aura plus de 50 milliards d'appareils connectés à Internet d'ici 2020. Les appareils et les données produites sont principalement exploitées pour construire des applications « Internet des Objets (IdO) ». D'un point de vue des données, ces applications ne sont pas interopérables les unes avec les autres. Pour aider les utilisateurs ou même les machines à construire des applications 'Internet des Objets' inter-domaines innovantes, les principaux défis sont l'exploitation, la réutilisation, l'interprétation et la combinaison de ces données produites par les capteurs. Pour surmonter les problèmes d'interopérabilité, nous avons conçu le système Machine-to-Machine Measurement (M3) consistant à: (1) enrichir les données de capteurs avec les technologies du web sémantique pour décrire explicitement leur sens selon le contexte, (2) interpréter les données des capteurs pour en déduire des connaissances supplémentaires en réutilisant autant que possible la connaissance du domaine définie par des experts, et (3) une base de connaissances de sécurité pour assurer la sécurité dès la conception lors de la construction des applications IdO. Concernant la partie raisonnement, inspiré par le « Web de données », nous proposons une idée novatrice appelée le « Web des règles » afin de partager et réutiliser facilement les règles pour interpréter et raisonner sur les données de capteurs. Le système M3 a été suggéré à des normalisations et groupes de travail tels que l'ETSI M2M, oneM2M, W3C SSN et W3C Web of Things. Une preuve de concept de M3 a été implémentée et est disponible sur le web (http://www.sensormeasurement.appspot.com/) mais aussi embarqué According to Cisco's predictions, there will be more than 50 billions of devices connected to the Internet by 2020.The devices and produced data are mainly exploited to build domain-specific Internet of Things (IoT) applications. From a data-centric perspective, these applications are not interoperable with each other.To assist users or even machines in building promising inter-domain IoT applications, main challenges are to exploit, reuse, interpret and combine sensor data.To overcome interoperability issues, we designed the Machine-to-Machine Measurement (M3) framework consisting in:(1) generating templates to easily build Semantic Web of Things applications, (2) semantically annotating IoT data to infer high-level knowledge by reusing as much as possible the domain knowledge expertise, and (3) a semantic-based security application to assist users in designing secure IoT applications.Regarding the reasoning part, stemming from the 'Linked Open Data', we propose an innovative idea called the 'Linked Open Rules' to easily share and reuse rules to infer high-level abstractions from sensor data.The M3 framework has been suggested to standardizations and working groups such as ETSI M2M, oneM2M, W3C SSN ontology and W3C Web of Things. Proof-of-concepts of the flexible M3 framework have been developed on the cloud (http://www.sensormeasurement.appspot.com/) and embedded on Android-based constrained devices

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Gyrard, Amélie. "Concevoir des applications internet des objets sémantiques." Thesis, Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0018/document.

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Abstract:

Selon les prévisions de Cisco , il y aura plus de 50 milliards d'appareils connectés à Internet d'ici 2020. Les appareils et les données produites sont principalement exploitées pour construire des applications « Internet des Objets (IdO) ». D'un point de vue des données, ces applications ne sont pas interopérables les unes avec les autres. Pour aider les utilisateurs ou même les machines à construire des applications 'Internet des Objets' inter-domaines innovantes, les principaux défis sont l'exploitation, la réutilisation, l'interprétation et la combinaison de ces données produites par les capteurs. Pour surmonter les problèmes d'interopérabilité, nous avons conçu le système Machine-to-Machine Measurement (M3) consistant à: (1) enrichir les données de capteurs avec les technologies du web sémantique pour décrire explicitement leur sens selon le contexte, (2) interpréter les données des capteurs pour en déduire des connaissances supplémentaires en réutilisant autant que possible la connaissance du domaine définie par des experts, et (3) une base de connaissances de sécurité pour assurer la sécurité dès la conception lors de la construction des applications IdO. Concernant la partie raisonnement, inspiré par le « Web de données », nous proposons une idée novatrice appelée le « Web des règles » afin de partager et réutiliser facilement les règles pour interpréter et raisonner sur les données de capteurs. Le système M3 a été suggéré à des normalisations et groupes de travail tels que l'ETSI M2M, oneM2M, W3C SSN et W3C Web of Things. Une preuve de concept de M3 a été implémentée et est disponible sur le web (http://www.sensormeasurement.appspot.com/) mais aussi embarqué According to Cisco's predictions, there will be more than 50 billions of devices connected to the Internet by 2020.The devices and produced data are mainly exploited to build domain-specific Internet of Things (IoT) applications. From a data-centric perspective, these applications are not interoperable with each other.To assist users or even machines in building promising inter-domain IoT applications, main challenges are to exploit, reuse, interpret and combine sensor data.To overcome interoperability issues, we designed the Machine-to-Machine Measurement (M3) framework consisting in:(1) generating templates to easily build Semantic Web of Things applications, (2) semantically annotating IoT data to infer high-level knowledge by reusing as much as possible the domain knowledge expertise, and (3) a semantic-based security application to assist users in designing secure IoT applications.Regarding the reasoning part, stemming from the 'Linked Open Data', we propose an innovative idea called the 'Linked Open Rules' to easily share and reuse rules to infer high-level abstractions from sensor data.The M3 framework has been suggested to standardizations and working groups such as ETSI M2M, oneM2M, W3C SSN ontology and W3C Web of Things. Proof-of-concepts of the flexible M3 framework have been developed on the cloud (http://www.sensormeasurement.appspot.com/) and embedded on Android-based constrained devices

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Hachem, Sara. "Middleware pour l'Internet des Objets Intelligents." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00960026.

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Abstract:

L'Internet of Things (IoT) est caractérisé par l'introduction, auprès des utilisateurs, d'un nombre grandissant d'objets (ou things) capables d'acquérir des données depuis leur environnement et d'agir sur celui-ci, et dotés de capacités de calcul et de communication sophistiquées. Une grande partie de ces objets ont pour avantage d'être mobiles, mais cette particularitéprovoque aussi l'émergence de problèmes nouveaux. Les plus critiques d'entre eux découlent directement de l'Internet actuel, sous une forme amplifiée, et portent sur la gestion du grand nombre d'utilisateurs et d'objets connectés, l'interopérabilité entre des objets aux technologies hétérogènes et les changements d'environnement dus à la mobilité d'un très grand nombre d'objets. Cette thèse se propose d'étudier et de résoudre les problèmes susmentionnés en adaptant l'Architecture Orientée Service (SOA) pour que les capteurs et les actionneurs intégrés aux objets puissent être présentés comme des services et, de fait, réduire le couplage entre ces services et leurs hôtes de façon à abstraire leur nature hétérogène. Toutefois, en dépit de ses avantages, SOA n'a pas été conçue pour gérer une aussi grande échelle que celle de l'IoT mobile. En conséquence, la contribution principale de cette thèse porte sur la conception d'une Thing-based Service-Oriented Architecture repensant les fonctionnalités de SOA, et tout particulièrement les mécanismes de découverte et de composition de services. Cette nouvelle architecture a été mise en oeuvre au sein de MobIoT, un middleware spécifiquement conçu pour gérer et contrôler le très grand nombre d'objets mobiles impliqués dans les opérations propres à l'IoT. Dans le but d'évaluer cette nouvelle architecture, nous avons implémenté un prototype et analysé ses performances au travers de nombreuses expériences qui démontrent que les solutions que nous proposons sont viables et pertinentes, notamment en ce qui concerne le passage à l'échelle.

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Mebrek, Adila. "Fog Computing pour l’Internet des objets." Thesis, Troyes, 2020. http://www.theses.fr/2020TROY0028.

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Abstract:

Le Fog Computing constitue une approche prometteuse dans le contexte de l’Internet des Objets (IoT) car il fournit des fonctionnalités et des ressources à l’extrémité du réseau, plus près des utilisateurs finaux. Cette thèse étudie les performances du Fog Computing dans le cadre des applications IoT sensibles à la latence. La première problématique traitée concerne la modélisation mathématique d’un système IoT-fog-cloud, ainsi que les métriques de performances du système en termes d’énergie consommée et de latence. Cette modélisation nous permettra par la suite de proposer diverses stratégies efficaces de distribution de contenu et d’allocation des ressources dans le fog et le cloud. La deuxième problématique abordée dans cette thèse concerne la distribution de contenu et de données des objets dans des systèmes fog/cloud. Afin d’optimiser simultanément les décisions d’offloading et d’allocation des ressources du système, nous distinguons entre deux types d’applications IoT : (1) applications IoT à contenu statique ou avec des mises à jour peu fréquentes ; et (2) applications IoT à contenu dynamique. Pour chaque type d’application, nous étudions le problème d’offloading de requêtes IoT dans le fog. Nous nous concentrons sur les problèmes d'équilibrage de charge afin de minimiser la latence et l’énergie totale consommée par le système Fog computing is a promising approach in the context of the Internet of Things (IoT) as it provides functionality and resources at the edge of the network, closer to end users. This thesis studies the performance of fog computing in the context of latency sensitive IoT applications. The first issue addressed is the mathematical modeling of an IoT-fogcloud system, and the performance metrics of the system in terms of energy consumed and latency. This modeling will then allow us to propose various effective strategies for content distribution and resource allocation in the fog and the cloud. The second issue addressed in this thesis concerns the distribution of content and object data in fog / cloud systems. In order to simultaneously optimize offloading and system resource allocation decisions, we distinguish between two types of IoT applications: (1) IoT applications with static content or with infrequent updates; and (2) IoT applications with dynamic content. For each type of application, we study the problem of offloading IoT requests in the fog. We focus on load balancing issues to minimize latency and the total power consumed by the system

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Bouchaud, François. "Analyse forensique des écosystèmes intelligents communicants de l'internet des objets." Thesis, Lille, 2021. http://www.theses.fr/2021LILUI014.

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Abstract:

Avec le développement des écosystèmes connectés à Internet, la recherche de données dans un environnement numérique par l’enquêteur judiciaire constitue une tâche de plus en plus ardue. Elle est un véritable défi en particulier par l’hétérogénéité des objets à étudier. A cette affirmation, il convient d'y ajouter l’absence de standardisation des architectures de communication et des remontées de données, des dépendances entre les dispositifs connectés et une dispersion de l’information. Dans cette thèse, nous proposons d’adapter l’approche traditionnelle de l’investigation numérique aux contraintes de l’Internet des objets. Nous développons des méthodologies et des outils d’appréhension et d’analyse de l’environnement connecté pour les praticiens du judiciaire. Nous partons du principe que la scène de crime constitue un tout connecté et non un agrégat d’objets numériques. Elle contient des données clefs dans la compréhension et la contextualisation d’un évènement ou d’un phénomène passé, éléments de preuve pour le procès pénal. L’investigation numérique est une science appliquée pour identifier un incident, collecter, examiner et analyser des données tout en préservant l’intégrité de l’information et en maintenant une chaîne de contrôle stricte pour les données (National Institute of Standards and Technology). Face à une scène de crime, l’enquêteur cherche à comprendre l’évènement criminel, en examinant les traces figées ou emprisonnées dans le support physique et/ou dans une partie déportée sur le Cloud. Nos travaux développent un processus d’identification rapide du phénomène selon quatre phases : détection, localisation, reconnaissance des objets et recoupement de l’information. Il est enrichi d’outils de recherche de traces radioélectriques: simple capteur et réseau maillé multi-capteur. Cette démarche est construite autour de la problématique de l’appréhension d’un environnement connecté multiforme, contenant des dispositifs pas toujours visibles ou identifiables lors d’une approche terrain. Nous intégrons dans notre étude la stratégie de la collecte des équipements. Le défi réside dans la capacité à extraire un ou plusieurs objets connectés, sans compromettre les données stockées, pour les placer dans un environnement contrôlé et sécurisé. L’objet est maintenu dans un état garantissant la non-altération ou la perte des données. L’étude regroupe une première phase de compréhension de l’environnement physique et des dépendances. Elle cherche à déterminer les mécanismes de migration de l’information vers les plates-formes en ligne et à isoler les groupes d’objets en déstructurant avec intelligence les connexions. Les dispositifs sont extraits, puis conditionnés et scellés au regard de leurs caractéristiques techniques et de l’infrastructure connectée. Puis, nous approfondissons l’exploitation de l’information collectée par des méthodes forensiques. La donnée est alors analysée selon les axes temporels, spatiaux et contextuels. Nous proposons par ailleurs une classification et une priorisation de la structure connectée en fonction des caractéristiques de la donnée recherchée. Les travaux donnent une lecture du cycle de vie de la donnée au sein de l’infrastructure de l’Internet des Objets.Dans une approche prospective, nous approfondissons les questions de l’identification fine de l'objet connecté en fonction des caractéristiques du matériel et du logiciel. L'émission acoustique de l'électronique apparaît comme une propriété physique pertinente dans l'étude des équipements. Cet attribut complète notre palette d'outils dans l'identification des objets connectés With the development of the Internet of Things, searching for data in a digital environment is an increasingly difficult task for the forensic investigator. It is a real challenge, especially given the heterogeneity of the connected objects. There is a lack of standardization in communication architectures and data management policies. It is accompanied by dependencies between connected ecosystems, especially through hidden links and fragmented information. In this thesis, we suggest adjusting the traditional approach of digital investigation to the constraints of the Internet of Things. We develop methodologies and tools to understand and analyze the connected environment. We assume that the crime scene is a connected whole and not an aggregate of independent digital objects. It contains key data for understanding and contextualizing a past event or phenomenon as evidence for the criminal trial. Digital forensics is considered to be the og extit{application of science to the identification, collection, examination, and analysis, of data while preserving the integrity of the information and maintaining a strict chain of custody for the data fg~ (National Institute of Standards and Technology). Faced with a crime scene, the investigator seeks to understand the criminal event. He examines the data stored in the physical medium and/or in a remote part of the cloud. Our work develops a process of rapid identification of the phenomenon according to four phases: detection, localization, object recognition and information crosschecking. It is enriched with radio signature search tools~: single-sensor and multi-sensor mesh network. This approach is built around the problem of apprehending a multiform connected environment, containing devices that are not always visible or identifiable during a field approach. We integrate in our study the strategy of equipment collection. The challenge lies in the ability to extract one or more connected objects, without compromising the stored data, to place them in a controlled and secure environment. The object is maintained in a state that guarantees the non-alteration or loss of data. The study includes a first phase of understanding the physical environment and dependencies. It seeks to determine the mechanisms of information migration to online platforms and to isolate groups of objects by intelligently breaking the connections. Devices are extracted, then packaged and sealed according to their technical characteristics and the connected infrastructure. We then deepen the exploitation of the information collected using forensic methods. The data is then analyzed according to temporal, spatial and contextual axes. We also propose a classification and a prioritization of the connected structure according to the characteristics of the desired data. The work gives a reading of the life cycle of the data within the Internet of Things infrastructure. In a prospective approach, we deepen the questions of the fine identification of the connected object according to these hardware and software characteristics. The acoustic signature of electronics appears as a relevant physical property in the study of equipment. This feature completes our range of tools in the identification of connected objects

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Jallouli, Ons. "Chaos-based security under real-time and energy constraints for the Internet of Things." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4035/document.

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Abstract:

De nos jours, la croissance rapide des technologies de l’Internet des Objets (IoT) rend la protection des données transmises un enjeu important. Les dispositifs de l’IoT sont intrinsèquement contraints à la mémoire, à la puissance de traitement et à l’énergie disponible. Ceci implique que la conception de techniques cryptographiques sécurisées, efficaces et légères est cruciale. Dans cette thèse, nous avons étudié la problématique de la sécurité de l’information basée chaos sous contraintes temps réel et d’énergie. À ce sujet, nous avons conçu et implémenté dans un premier temps, trois générateurs de nombres pseudo-chaotiques (PCNGs). Ces PCNGs utilisent une matrice de couplage faible ou une matrice de couplage binaire à forte diffusion entre des cartes chaotiques, et une technique de multiplexage chaotique. Puis, nous avons réalisé trois systèmes de chiffrement/déchiffrement par flux basés sur les PCNGs proposés. L’analyse cryptographique des systèmes chaotiques réalisés a montré leur robustesse contre des attaques connues. La performance obtenue en complexité de calcul met bien en évidence leur utilisation dans des applications temps réel. Dans un second temps, nous avons intégré ces systèmes de chiffrement/déchiffrement chaotiques au sein du système d’exploitation temps réel Xenomai. Enfin, nous avons mesuré la consommation d’énergie et de puissance des trois systèmes chaotiques réalisés ainsi que le temps moyen de chiffrement/déchiffrement Nowadays, due to the rapid growth of Internet of Things (IoT) towards technologies, the protection of transmitted data becomes an important challenge. The devices of the IoT are very constrained resource in terms of computing capabilities, energy and memory capacities. Thus, the design of secure, efficient and lightweight crypto-systems becomes more and more crucial. In this thesis, we have studied the problem of chaos based data security under real-time and energy constraints. First, we have designed and implemented three pseudo-chaotic number generators (PCNGs). These PCNGs use a weak coupling matrix or a high diffusion binary coupling matrix between chaotic maps and a chaotic multiplexing technique. Then, we have realized three stream ciphers based on the proposed PCNGs. Security performance of the proposed stream ciphers were analysed and several cryptanalytic and statistical tests were applied. Experimental results highlight robustness as well as efficiency in terms of computation time. The performance obtained in computational complexity indicates their use in real-time applications. Then, we integrated these chaotic stream ciphers within the real-time operating system Xenomai. Finally, we have measured the energy and power consumption of the three proposed chaotic systems, and the average computing performance. The obtained results show that the proposed stream ciphers can be used in practical IoT applications

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Laarouchi, Mohamed Emine. "A safety approach for CPS-IoT." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAS010.

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Abstract:

Depuis plusieurs années, nous assistons à une convergence entre les systèmes cyber-physiques (CPS) et l’Internet des Objets (IoT). Les CPS intègrent les systèmes embarqués avec leur environnement physique et humain en assurant une communication entre différents capteurs et actionneurs. L’IoT vise le réseau et les protocoles de communication entre les objets connectés. Cette convergence offre des perspectives d’applications diverses allant des véhicules connectés aux réseaux électriques intelligents ainsi qu’aux usines du futur. Le but de cette thèse est d’assurer et garantir la sûreté de fonctionnement des systèmes CPS-IoT. Pour ceci, nous avons considéré un cas d’étude spécifique tout au long de la thèse qui est les drones. Dans un premier temps, on s’est focalisé sur les différentes méthodes d’analyse de sûreté de fonctionnement qui sont déjà existantes. Ces méthodes ont fait leurs preuves pour la conception et la réalisation des systèmes embarqués. Tout au long de ce process, on a essayé de répondre à la question suivante: est-ce que ces méthodes existantes sont adéquates pour réaliser les analyses de sûreté de fonctionnement nécessaires pour les CPS-IoT? On a conclu la nécessité de nouvelles approches pour analyser la sûreté de fonctionnement des systèmes CPS-IoT du fait de la complexité significative de ces systèmes. Dans un second temps, on a proposé une méthodologie pour l’analyse prédictive de la résilience des CPS-IoT. La résilience est définie comme étant la capacité d’un système à tolérer les pannes, à continuer à fournir le service demandé tout en considérant les différentes contraintes internes et externes au système. On a différencié deux types différents de résilience qui sont la résilience endogène et exogène. La résilience endogène est la capacité inhérente du système à détecter et à traiter les défauts internes et les attaques malveillantes. La résilience exogène est la capacité permanente du système à maintenir un fonctionnement sûr dans son environnement ambiant. La dernière partie de notre travail a consisté à investiguer l’impact de l’intelligence artificielle sur la sûreté de fonctionnement des CPS-IoT. Plus spécifiquement, on s’est intéressé à comment serait-il possible d’utiliser l’intelligence artificielle pour accroître la sûreté des drones lors de la phase de planification de chemin. Les résultats obtenus ont été comparés avec les algorithmes de planification existants For several years, we have been witnessing a convergence between cyber-physical systems (CPS) and the Internet of Things (IoT). CPS integrate embedded systems with their physical and human environment by ensuring communication between different sensors and actuators. The IoT targets the network and communication protocols between connected objects. This convergence offers prospects for various applications ranging from connected vehicles to smart grids and the factories of the future. The aim of this thesis is to ensure and guarantee the operational safety of CPS-IoT systems. For this, we have considered a specific case study throughout the thesis which is UAVs. Initially, we focused on the different methods of analysis of operational safety that already exist. These methods have proved their worth for the design and implementation of on-board systems. Throughout this process, we tried to answer the following question: are these existing methods adequate to perform the necessary safety analyses for CPS-IoT? It was concluded that new approaches to analyse the safety of operation of CPS-IoT systems are needed due to the significant complexity of these systems. As a second step, a methodology for predictive analysis of the resilience of CPS-IoTs was proposed. Resilience is defined as being the ability of a system to tolerate failures, to continue to provide the requested service while considering the various internal and external constraints of the system. Two different types of resilience have been differentiated: endogenous and exogenous resilience. Endogenous resilience is the inherent ability of the system to detect and deal with internal faults and malicious attacks. Exogenous resilience is the ongoing ability of the system to maintain safe operation in its surrounding environment. The last part of our work was to investigate the impact of artificial intelligence on the safe operation of CPS-IoTs. More specifically, we looked at how artificial intelligence could be used to enhance UAV safety in the path planning phase. The results obtained were compared with existing planning algorithms

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Challal, Yacine. "Sécurité de l'Internet des Objets : vers une approche cognitive et systémique." Habilitation à diriger des recherches, Université de Technologie de Compiègne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00866052.

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Abstract:

La prolifération des réseaux ad hoc mobiles, pair-à-pair et de capteurs ont encouragé le développement des concepts d'une informatique autonome avec potentiellement un large éventail d'applications. Or, la vulnérabilité inhérente de ces réseaux autonomes introduit de nouveaux challenges de sécurité, telles que des attaques internes menées par des entités malveillantes. Plusieurs de ces attaques sont difficiles à détecter et à contrarier en raison de leur comportement asymptotique au comportement de processus légitimes des systèmes en interaction. Par ailleurs, la limitation des ressources de certains réseaux autonomes (réseaux de capteurs sans fil, réseaux mobiles ad hoc) constitue un autre grand challenge pour leur robustesse qui englobe à la fois la tolérance aux défaillances et la sécurité. Dans ce contexte, nos travaux se sont articulés autour de deux axes de recherche qui se situent à deux limites de la connaissance contemporaine sur la sécurité des systèmes : la sécurité collaborative des systèmes complexes en interaction et la sécurité des systèmes à fortes contraintes de ressources. Nous nous sommes fixés comme objectif le développement de solutions algorithmiques aptes à satisfaire les besoins des utilisateurs en termes de performance et de robustesse tout en leur permettant de faire abstraction de la complexité sous-jacente. Nous avons démontré à travers nos travaux que l'interaction robuste et sécurisée entre ces systèmes atypiques est possible. Elle est possible grâce à une nouvelle appréhension de la sécurité basée sur la collaboration de processus de confiance, et la prévention à base de mécanismes proactifs de tolérance aux disfonctionnements. Nous avons mené une recherche à la fois scientifique, technologique et intégrative dans le cadre de projets pluridisciplinaires, qui s'inscrivent dans des domaines aussi variés que la santé, l'agriculture, la gestion du trafic urbain, les systèmes embarqués, les réseaux et la sécurité des échanges. L'évolution de nos axes de recherche est principalement motivée par la prise en compte de nouvelles évolutions technologiques et de leur usage, pour lesquelles nous proposerons des solutions algorithmiques de sécurité tout en optimisant les coûts inhérents. En l'occurrence, une évolution majeure qui s'inscrit dans la continuité des développements récents des technologies de l'information et de la communication et des systèmes embarqués, est " l'internet des objets (IdO)". Cette évolution technologique sera accompagnée d'une évolution des usages et de l'écosystème technologique environnant dans toute sa complexité. Nous allons montrer que cette nouvelle " technologie de rupture " à enjeux socioéconomiques importants suscite ses propres challenges de sécurité et de " privacy ". Nous présenterons une évolution de la thématique de sécurité de l'IdO en trois phases : la sécurité efficace pour une informatique embarquée miniaturisée, la sécurité et " privacy " centrée sur l'utilisateur selon le contexte, et une approche cognitive et systémique de la sécurité de l'IdO. En effet, nous montrerons que l'évolution des objets vers plus d'autonomie à percevoir et à agir sur l'environnement, accentuera les enjeux de la sécurité et de la " privacy ". En conséquence, la sécurité de l'Internet des objets devrait aussi évoluer vers plus d'autonomie perceptive et actionnelle en se basant sur une approche cognitive et systémique centrée sur les objets intelligents.

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Patrigeon, Guillaume. "Systèmes intégrés adaptatifs ultra basse consommation pour l’Internet des Objets." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTS036.

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Abstract:

L’Internet des Objets est une infrastructure permettant d’interconnecter des objets pour la réalisation de services évolués. Utilisée pour des applications très variées, les solutions engagées sont très diverses. On retrouve cependant une architecture typique décomposée en trois couches : la couche de perception, la couche de transport et la couche de services. Les dispositifs de la couche de perception, appelés « nœuds capteur », répondent à des contraintes de taille, de sécurité, de fiabilité, d’autonomie et de longue durée de vie. L’efficacité énergétique des nœuds est cependant la contrainte majeure à laquelle les solutions technologiques actuelles trouvent leurs limites. De nouvelles solutions et stratégies sont proposées pour répondre à ce défi, mais comment les évaluer, avec quels outils et à quelle échelle ? Comment utiliser efficacement les technologies émergentes et optimiser leur intégration dans les microcontrôleurs pour les applications de l’Internet des Objets ? Quelles nouvelles stratégies de gestion de l’énergie nous apportent des technologies telles que la FD-SOI 28 nm et les mémoires non-volatiles, et quelles sont leurs limites ? Sont-elles suffisantes et adaptées ?Pour étudier l’intégration de technologies émergentes dans les microcontrôleurs, nous avons mis en place une méthodologie d’évaluation, à partir d’une plate-forme de prototypage de nœud capteur réalisée autour d’un FPGA. Capable d’opérer dans des réseaux déjà déployés, elle nous permet une évaluation rapide, fine, dans un contexte applicatif. Nous avons étudié le remplacement de l’architecture mémoire traditionnelle par différentes solutions intégrant des mémoires magnétiques non-volatiles de type STT, et constaté en intégrant cette technologie une amélioration significative de l’efficacité énergétique du microcontrôleur pour les applications embarquées The Internet of Things is an infrastructure enabling advanced services by interconnecting things. Although the large variety of Internet of Things applications involve many kinds of technical solutions, many of those are based on a typical architecture that can be divided in three layers: the perception layer, the transport layer and the services layer. The dispositive that composed the perception layer, called “sensor nodes”, are subject of technical requirements: size, security, reliability, autonomous, and long lifetime. Sensor nodes’ energy efficiency is the most critical point where traditional technologies show their limitations. New strategies and solutions are proposed to overcome this technical challenge; however, how can those be evaluated, with which tools and at which level? How emerging technologies can be optimized and integrated inside microcontrollers for Internet of Things applications? Which are the new strategies for energy management to adopt with technologies such as 28 nm FD-SOI and non-volatiles memories? What are their limitations? Will they be sufficient?To evaluate the integration of emerging technologies inside low power microcontrollers, we propose a new methodology using an FPGA-based sensor node prototyping platform. Able to operate in already deployed wireless sensor networks, we use it to perform fast and precise evaluations, taking account of the application context. We studied and evaluated multiple memory architecture configurations based on STT magnetic memories as a replacement of traditional solutions, and showed that the non-volatile STT memory technology can improve a microcontroller’s energy efficiency for embedded applications

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Patel, Pankesh. "Environnement de développement d'applications pour l'Internet des objets." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00927150.

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Abstract:

Application development in the Internet of Things (IoT) is challenging because it involves dealing with a wide range of related issues such as lack of separation of concerns, and lack of high-level of abstractions to address both the large scale and heterogeneity. Moreover, stakehol- ders involved in the application development have to address issues that can be attributed to different life-cycles phases when developing applications. First, the application logic has to be analyzed and then separated into a set of distributed tasks for an underlying network. Then, the tasks have to be implemented for the specific hardware. Apart from handling these issues, they have to deal with other aspects of life-cycle such as changes in application requirements and deployed devices. Several approaches have been proposed in the closely related fields of wireless sensor network, ubiquitous and pervasive computing, and software engineering in general to address the above challenges. However, existing approaches only cover limited subsets of the above mentioned challenges when applied to the IoT. This thesis proposes an integrated approach for addressing the above mentioned challenges. The main contributions of this thesis are: (1) a development methodology that separates IoT application development into different concerns and provides a conceptual framework to develop an application, (2) a development framework that implements the development methodology to support actions of stakeholders. The development framework provides a set of modeling languages to specify each development concern and abstracts the scale and heterogeneity related complexity. It integrates code generation, task-mapping, and linking techniques to provide automation. Code generation supports the application develop- ment phase by producing a programming framework that allows stakeholders to focus on the application logic, while our mapping and linking techniques together support the deployment phase by producing device-specific code to result in a distributed system collaboratively hosted by individual devices. Our evaluation based on two realistic scenarios shows that the use of our approach improves the productivity of stakeholders involved in the application development.

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Moudoud, Hajar. "Intégration de la Blockchain à l’Internet des Objets." Electronic Thesis or Diss., Troyes, 2022. http://www.theses.fr/2022TROY0006.

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Abstract:

L'Internet des objets (IdO) est en train de transformer l'industrie traditionnelle en une industrie intelligente où les décisions sont prises en fonction des données. L'IdO interconnecte de nombreux objets qui effectuent des tâches complexes. Toutefois, les caractéristiques intrinsèques de l'IdO entraînent plusieurs problèmes, tels que la décentralisation et les problèmes de confidentialité et sécurité. La blockchain est apparue comme une technologie clé pour relever les défis de l'IdO. En raison de ses caractéristiques saillantes telles que la décentralisation, l'immuabilité, et la sécurité, la blockchain a été proposée pour établir la confiance dans plusieurs applications, y compris l'IdO. L'intégration de la blockchain a l'IdO ouvre la porte à de nouvelles possibilités qui améliorent intrinsèquement la fiabilité, la réputation, et la transparence pour toutes les parties concernées, tout en permettant la sécurité. Cependant, les blockchains classiques sont coûteuses en calcul, ont une évolutivité limitée, et nécessitent une bande passante élevée, ce qui les rend inadaptées aux environnements IdO à ressources limitées. L'objectif principal de cette thèse est d'utiliser la blockchain comme un outil clé pour améliorer l'IdO. Pour atteindre notre objectif, nous relevons les défis de la fiabilité des données et de la sécurité de l'IdO en utilisant la blockchain ainsi que de nouvelles technologies émergentes, notamment l'intelligence artificielle The Internet of Things (IoT) is transforming traditional industry into a smart industry where decisions are made based on data. The IoT interconnects many objects that perform complex tasks. However, the intrinsic characteristics of the IoT lead to several problems, such as decentralization and privacy and security issues. Blockchain has emerged as a key technology to address the challenges of IoT. Due to its salient features such as decentralization, immutability, and security, blockchain has been proposed to establish trust in several applications, including IoT. The integration of blockchain with IoT opens the door to new possibilities that inherently improve trustworthiness, reputation, and transparency for all parties involved, while enabling security. However, conventional blockchains are computationally expensive, have limited scalability, and require high bandwidth, making them unsuitable for resource constrained IoT environments. The main objective of this thesis is to use blockchain as a key tool to improve IoT. To achieve our goal, we address the challenges of data reliability and security in IoT by using blockchain as well as new emerging technologies, including artificial intelligence

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Le, Xuan Sang. "Co-conception Logiciel/FPGA pour Edge-computing : promotion de la conception orientée objet." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0041/document.

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Abstract:

L’informatique en nuage (cloud computing) est souvent le modèle de calcul le plus référencé pour l’internet des objets (Internet of Things).Ce modèle adopte une architecture où toutes les données de capteur sont stockées et traitées de façon centralisée. Malgré de nombreux avantages, cette architecture souffre d’une faible évolutivité alors même que les données disponibles sur le réseau sont en constante augmentation. Il est à noter que, déjà actuellement, plus de50 % des connexions sur Internet sont inter objets. Cela peut engendrer un problème de fiabilité dans les applications temps réel. Le calcul en périphérie (Edge computing) qui est basé sur une architecture décentralisée, est connue comme une solution pour ce problème émergent en : (1) renforçant l’équipement au bord du réseau et (2) poussant le traitement des données vers le bord.Le calcul en périphérie nécessite des noeuds de capteurs dotés d’une plus grande capacité logicielle et d’une plus grande puissance de traitement, bien que contraints en consommation d’énergie. Les systèmes matériels hybrides constitués de FPGAs et de processeurs offrent un bon compromis pour cette exigence. Les FPGAs sont connus pour permettre des calculs exhibant un parallélisme spatial, aussi que pour leur rapidité, tout en respectant un budget énergétique limité. Coupler un processeur au FPGA pour former un noeud garantit de disposer d’un environnement logiciel flexible pour ce nœud.La conception d’applications pour ce type de systèmes hybrides (réseau/logiciel/matériel) reste toujours une tâche difficile. Elle couvre un vaste domaine d’expertise allant du logiciel de haut niveau au matériel de bas niveau (FPGA). Il en résulte un flux de conception de système complexe, qui implique l’utilisation d’outils issus de différents domaines d’ingénierie. Une solution commune est de proposer un environnement de conception hétérogène qui combine/intègre l’ensemble de ces outils. Cependant, l’hétérogénéité intrinsèque de cette approche peut compromettre la fiabilité du système lors des échanges de données entre les outils.L’objectif de ce travail est de proposer une méthodologie et un environnement de conception homogène pour un tel système. Cela repose sur l’application d’une méthodologie de conception moderne, en particulier la conception orientée objet (OOD), au domaine des systèmes embarqués. Notre choix de OOD est motivé par la productivité avérée de cette méthodologie pour le développement des systèmes logiciels. Dans le cadre de cette thèse, nous visons à utiliser OOD pour développer un environnement de conception homogène pour les systèmes de type Edge Computing. Notre approche aborde trois problèmes de conception: (1) la conception matérielle, où les principes orientés objet et les patrons de conception sont utilisés pour améliorer la réutilisation, l’adaptabilité et l’extensibilité du système matériel. (2) la co-conception matériel/logiciel, pour laquelle nous proposons une utilisation de OOD afin d’abstraire l’intégration et la communication entre matériel et logiciel, ce qui encourage la modularité et la flexibilité du système. (3) la conception d’un intergiciel pour l’Edge Computing. Ainsi il est possible de reposer sur un environnement de développement centralisé des applications distribuées† tandis ce que l’intergiciel facilite l’intégration des nœuds périphériques dans le réseau, et en permet la reconfiguration automatique à distance. Au final, notre solution offre une flexibilité logicielle pour la mise en oeuvre d’algorithmes distribués complexes, et permet la pleine exploitation des performances des FPGAs. Ceux-ci sont placés dans les nœuds, au plus près de l’acquisition des données par les capteurs, pour déployer un premier traitement intensif efficace Cloud computing is often the most referenced computational model for Internet of Things. This model adopts a centralized architecture where all sensor data is stored and processed in a sole location. Despite of many advantages, this architecture suffers from a low scalability while the available data on the network is continuously increasing. It is worth noting that, currently, more than 50% internet connections are between things. This can lead to the reliability problem in realtime and latency-sensitive applications. Edge-computing which is based on a decentralized architecture, is known as a solution for this emerging problem by: (1) reinforcing the equipment at the edge (things) of the network and (2) pushing the data processing to the edge.Edge-centric computing requires sensors nodes with more software capability and processing power while, like any embedded systems, being constrained by energy consumption. Hybrid hardware systems consisting of FPGA and processor offer a good trade-off for this requirement. FPGAs are known to enable parallel and fast computation within a low energy budget. The coupled processor provides a flexible software environment for edge-centric nodes.Applications design for such hybrid network/software/hardware (SW/HW) system always remains a challenged task. It covers a large domain of system level design from high level software to low-level hardware (FPGA). This result in a complex system design flow and involves the use of tools from different engineering domains. A common solution is to propose a heterogeneous design environment which combining/integrating these tools together. However the heterogeneous nature of this approach can pose the reliability problem when it comes to data exchanges between tools.Our motivation is to propose a homogeneous design methodology and environment for such system. We study the application of a modern design methodology, in particular object-oriented design (OOD), to the field of embedded systems. Our choice of OOD is motivated by the proven productivity of this methodology for the development of software systems. In the context of this thesis, we aim at using OOD to develop a homogeneous design environment for edge-centric systems. Our approach addresses three design concerns: (1) hardware design where object-oriented principles and design patterns are used to improve the reusability, adaptability, and extensibility of the hardware system. (2) hardware / software co-design, for which we propose to use OOD to abstract the SW/HW integration and the communication that encourages the system modularity and flexibility. (3) middleware design for Edge Computing. We rely on a centralized development environment for distributed applications, while the middleware facilitates the integration of the peripheral nodes in the network, and allows automatic remote reconfiguration. Ultimately, our solution offers software flexibility for the implementation of complex distributed algorithms, complemented by the full exploitation of FPGAs performance. These are placed in the nodes, as close as possible to the acquisition of the data by the sensors† in order to deploy a first effective intensive treatment

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Hammi, Mohamed Tahar. "Sécurisation de l'Internet des objets." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLT006.

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Abstract:

L'Internet des Objets ou en anglais the Internet of Things (IoT) représente aujourd'hui une partie majeure de notre vie quotidienne. Des milliards d'objets intelligents et autonomes, à travers le monde sont connectés et communiquent entre eux. Ce paradigme révolutionnaire crée une nouvelle dimension qui enlèveles frontières entre le monde réel et le monde virtuel. Son succès est dû à l’évolution des équipements matériels et des technologies de communication notamment sans fil. L’IoT est le fruit du développement et de la combinaison de différentes technologies. Il englobe presque tous les domaines de la technologie d’information (Information Technology (IT)) actuels.Les réseaux de capteurs sans fil représentent une pièce maîtresse du succès de l'IoT. Car en utilisant des petits objets qui sont généralement limités en terme de capacité de calcul, de mémorisation et en énergie, des environnements industriels, médicaux, agricoles, et autres peuvent être couverts et gérés automatiquement.La grande puissance de l’IoT repose sur le fait que ses objets communiquent, analysent, traitent et gèrent des données d’une manière autonome et sans aucune intervention humaine. Cependant, les problèmes liés à la sécurité freinent considérablement l’évolution et le déploiement rapide de cette haute echnologie. L'usurpation d’identité, le vols d’information et la modification des données représentent un vrai danger pour ce système des systèmes.Le sujet de ma thèse consiste en la création d'un système de sécurité permettant d’assurer les services d’authentification des objets connectés, d’intégrité des données échangées entres ces derniers et de confidentialité des informations. Cette approche doit prendre en considération les contraintes des objets et des technologies de communication utilisées Internet of Things becomes a part of our everyday lives. Billions of smart and autonomous things around the world are connected and communicate with each other. This revolutionary paradigm creates a new dimension that removes boundaries between the real and the virtual worlds. Its success is due to the evolution of hardware and communication technologies, especially wireless ones. IoT is the result of the development and combination of different technologies. Today, it covers almost all areas of information technology (IT).Wireless sensor networks are a cornerstone of IoT's success. Using constrained things, industrial, medical, agricultural, and other environments can be automatically covered and managed.Things can communicate, analyze, process and manage data without any human intervention. However, security issues prevent the rapid evolution and deployment of this high technology. Identity usurpation, information theft, and data modification represent a real danger for this system of systems.The subject of my thesis is the creation of a security system that provides services for the authentication of connected things, the integrity of their exchanged data and the confidentiality of information. This approach must take into account the things and communication technologies constraints

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Christophe, Benoit. "Semantic based middleware to support nomadic users in IoT-enabled smart environments." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066669/document.

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Abstract:

Avec le développement de l’Internet des Objets, la réalisation d’environnements composés de diverses ressources connectées (objets, capteurs, services, données, etc.) devient une réalite tangible. De plus, la place prépondérante que les smartphones prennent dans notre vie (l’utilisateur étant toujours connecté) font que ces espaces dits ‘intelligents’ ouvrent la voie au développement de nouveaux types d’applications; embarquées dans les téléphones d’utilisateurs nomades – passant d’un environnement connecté (la maison) à un autre (la salle de réunion) – et se reconfigurant dynamiquement pour utiliser les ressources de l’environnement connecté dans lequel celles-ci se trouvent. La création de telles applications va cependant de pair avec le design d’outils supportant les utilisateurs en mobilité, en particulier afin de réaliser la sélection la plus efficace possible des ressources de l’environnement dans lequel l’utilisateur se trouve. Tandis qu’une telle sélection requiert la définition de modèles permettant de décrire de façon précise les caractéristiques de ces ressources, elle doit également prendre en compte les profils et préférences utilisateurs.Enfin, l’augmentation du nombre de ressources connectées, potentiellement mobiles, requiert également le développement de processus de sélection qui “passent à l’échelle”. Des avancées dans ce champ de recherche restent encore à faire, notamment à cause d’une connaissance assez floue concernant les acteurs (ainsi que leurs interactions) définissant (i.e., prenant part à) l’éco-système qu’est un “espace intelligent”. En outre, la multiplicité de diverses ressources connectées implique des problèmes d’interopérabilité et de scalabilité qu’il est nécessaire d’adresser. Si le Web Sémantique apporte une réponse à des problèmes d’interopérabilité, il en soulève d’autres liés au passage à l’échelle. Enfin, si des modèles représentant des “espaces intelligents” ont été développé, leur formalisme ne couvre que partiellement toutes les caractéristiques des ressoures connectées. En particulier, ces modèles tendent à omettre les caractéristiques temporelles, spatiales où encore d’appartenance liées à l’éco-système dans lequel se trouvent ces ressources. S’appuyant sur mes recherches conduites au sein des Bell Labs, cette dissertation identifie les interactions entre les différents acteurs de cet éco-système et propose des représentations formelles, basées sur une sémantique, permettant de décrire ces acteurs. Cette dissertation propose également des procédures de recherche, permettant à l’utilisateur (ou ses applications) de trouver des ressources connectées en se basant sur l’analyse de leur description sémantique. En particulier, ces procédures s’appuient sur une architecture distribuée, également décrite dans cette dissertation, afin de permettre un passage à l’échelle. Ces aides à l’utilisateur sont implémentées au travers de briques intergicielles déployées dans différentes pièces d’un bâtiment, permettant de conduire des expérimentations afin de s’assurer de la validité de l’approche employée With the growth in Internet of Things, the realization of environments composed of diverse connected resources (devices, sensors, services, data, etc.) becomes a tangible reality. Together with the preponderant place that smartphones take in the daily life of users, these nascent smart spaces pave the way to the development of novel types of applications; carried by the phones of nomadic users and dynamically reconfiguring themselves to make use of such appropriate connected resources. Creating these applications however goes hand-in-hand with the design of tools supporting the nomadic users roaming in these spaces, in particular by enabling the efficient selection of resources. While such a selection calls for the design of theoretically grounded descriptions, it should also consider the profile and preferences of the users. Finally, the rise of (possibly mobile) connected resources calls for designing a scalable process underlying this selection. Progress in the field is however sluggish especially because of the ignorance of the stakeholders (and the interactions between them) composing this eco-system of “IoT-enabled smart environments”. Thus, the multiplicity of diverse connected resources entails interoperability and scalability problems. While the Semantic Web helped in solving the interoperability issue, it however emphasizes the scalability one. Thus, misreading of the ecosystem led to producing models partially covering connected resource characteristics.Revolving from our research works performed over the last 6 years, this dissertation identifies the interactions between the stakeholders of the nascent ecosystem to further propose formal representations. The dissertation further designs a framework providing search capabilities to support the selection of connected resources through a semantic analysis. In particular, the framework relies on a distributed architecture that we design in order to manage scalability issues. The framework is embodied in a VR Gateway further deployed in a set of interconnected smart places and that has been assessed by several experimentations

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Aguiari, Davide. "Exploring Computing Continuum in IoT Systems : sensing, communicating and processing at the Network Edge." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS131.

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L'Internet des objets (IoT), ne comprenant à l'origine que quelques dispositifs de détection simple, atteint aujourd’hui 34 milliards d’objets connectés d'ici fin 2020. Ces objets ne peuvent plus être définis comme de simples capteurs de surveillance. Les capacités de l'IoT ont été améliorées ces dernières années tandis-que que les capacités de calcul et de stockage de masse sont devenus des marchandises. Aux débuts de l'IoT, le traitement et le stockage étaient généralement effectués dans le cloud. Les nouvelles architectures IoT sont capables d'exécuter des tâches complexes directement sur l'appareil, permettant ainsi le concept d'un continuum de calcul étendu. Les scénarios critiques et temps réel, comme par exemple la détection de véhicules autonomes, la surveillance de zone ou le sauvetage en cas de catastrophe, nécessitent que l’ensemble des acteurs impliqués soient coordonnés et collaborent sans interaction humaine vers un objectif commun, partageant des données et des ressources, même dans les zones couvertes par des réseaux intermittents. Cela pose de nouveaux problèmes dans les systèmes distribués, la gestion des ressources, l'orchestration des appareils et le traitement des données. Ce travail propose un nouveau cadre de communication et d'orchestration, à savoir le C-Continuum, conçu dans des architectures IoT hétérogènes à travers plusieurs scénarios d'application. Ce travail se concentre pour gérer les ressources sur deux macro-scénarios clés de durabilité : (a) la détection et la sensibilisation à l'environnement, et (b) le soutien à la mobilité électrique. Dans le premier cas, un mécanisme de mesure de la qualité de l'air sur une longue période avec différentes applications à l'échelle mondiale (3 continents et 4 pays) est introduit. Le système a été développé en interne depuis la conception du capteur jusqu'aux opérations de mist-computing effectuées par les nœuds. Dans le deuxième scénario une technique pour transmettre de grandes quantités de données, entre un véhicule en mouvement et un centre de contrôle est proposé. Ces données sont de haute granularité temporelle relatives et permettent conjointement d'allouer des tâches sur demande dans le continuum de calcul As Internet of Things (IoT), originally comprising of only a few simple sensing devices, reaches 34 billion units by the end of 2020, they cannot be defined as merely monitoring sensors anymore. IoT capabilities have been improved in recent years as relatively large internal computation and storage capacity are becoming a commodity. In the early days of IoT, processing and storage were typically performed in cloud. New IoT architectures are able to perform complex tasks directly on-device, thus enabling the concept of an extended computational continuum. Real-time critical scenarios e.g. autonomous vehicles sensing, area surveying or disaster rescue and recovery require all the actors involved to be coordinated and collaborate without human interaction to a common goal, sharing data and resources, even in intermittent networks covered areas. This poses new problems in distributed systems, resource management, device orchestration,as well as data processing. This work proposes a new orchestration and communication framework, namely CContinuum, designed to manage resources in heterogeneous IoT architectures across multiple application scenarios. This work focuses on two key sustainability macroscenarios: (a) environmental sensing and awareness, and (b) electric mobility support. In the first case a mechanism to measure air quality over a long period of time for different applications at global scale (3 continents 4 countries) is introduced. The system has been developed in-house from the sensor design to the mist-computing operations performed by the nodes. In the second scenario, a technique to transmit large amounts of fine-time granularity battery data from a moving vehicle to a control center is proposed jointly with the ability of allocating tasks on demand within the computing continuum

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Hachem, Sara. "Service oriented Middleware for the large scale Internet of things." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0003.

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Abstract:

L'Internet of Things (IoT) est caractérisé par l'introduction, auprès des utilisateurs, d'un nombre grandissant d'objets (ou things) capables d'acquérir des données depuis leur environnement et d'agir sur celui-ci, et dotés de capacités de calcul et de communication sophistiquées. Une grande partie de ces objets ont pour avantage d'être mobiles, mais cette particularitéprovoque aussi l'émergence de problèmes nouveaux. Les plus critiques d'entre eux découlent directement de l'Internet actuel, sous une forme amplifiée, et portent sur la gestion du grand nombre d'utilisateurs et d'objets connectés, l'interopérabilité entre des objets aux technologies hétérogènes et les changements d'environnement dus à la mobilité d'un très grand nombre d'objets. Cette thèse se propose d'étudier et de résoudre les problèmes susmentionnés en adaptant l’Architecture Orientée Service (SOA) pour que les capteurs et les actionneurs intégrés aux objets puissent être présentés comme des services et, de fait, réduire le couplage entre ces services et leurs hôtes de façon à abstraire leur nature hétérogène. Toutefois, en dépit de ses avantages, SOA n'a pas été conçue pour gérer une aussi grande échelle que celle de l'IoT mobile. En conséquence, la contribution principale de cette thèse porte sur la conception d'une Thing-based Service-Oriented Architecture repensant les fonctionnalités de SOA, et tout particulièrement les mécanismes de découverte et de composition de services. Cette nouvelle architecture a été mise en oeuvre au sein de MobIoT, un middleware spécifiquement conçu pour gérer et contrôler le très grand nombre d'objets mobiles impliqués dans les opérations propres à l'IoT. Dans le but d'évaluer cette nouvelle architecture, nous avons implémenté un prototype et analysé ses performances au travers de nombreuses expériences qui démontrent que les solutions que nous proposons sont viables et pertinentes, notamment en ce qui concerne le passage à l'échelle The Internet of Things (IoT) is characterized by a wide penetration in the regular user’s life through an increasing number of Things embedding sensing, actuating, processing, and communication capacities. A considerable portion of those Things will be mobile Things, which come with several advantages yet lead to unprecedented challenges. The most critical challenges, that are directly inherited from, yet amplify, today’s Internet issues, lie in handling the large scale of users and mobile Things, providing interoperability across the heterogeneous Things, and overcoming the unknown dynamic nature of the environment, due to the mobility of an ultra-large number of Things. This thesis addresses the aforementioned challenges by revisiting the commonly employed Service-Oriented Architecture (SOA) which allows the functionalities of sensors/actuators embedded in Things to be provided as services, while ensuring loose-coupling between those services and their hosts, thus abstracting their heterogeneous nature. In spite of its benefits, SOA has not been designed to address the ultra-large scale of the mobile IoT. Consequently, our main contribution lies in conceiving a Thing-based Service-Oriented Architecture, that revisits SOA interactions and functionalities, service discovery and composition in particular. We concretize the novel architecture within MobIoT, a middleware solution that is specifically designed to manage and control the ultra-large number of mobile Things in partaking in IoT-related tasks. To assess the validity of our proposed architecture, we provide a prototype implementation of MobIoT and evaluate its performance through extensive experiments that demonstrate the correctness, viability, and scalability of our solution

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Ayeb, Neil. "Administration autonomique et décentralisée de flottes d'équipements de l'Internet des Objets." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM054.

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Abstract:

Avec l'avènement de l'internet des objets (IdO) qui se base sur des objets hétérogènes, dynamiques et de haute volumétries, des besoins en administration à distance. Il s'agit par exemple de mise à jour de logiciels, de configurations, de résolution de problèmes à distance ainsi que de récolte de données de fonctionnement. Ces opérations d'administration permettent d'assurer une bonne qualité de service et d'expérience pour les utilisateurs. Elles permettent en outre, le déploiement de nouvelles fonctionnalités, de correctifs logiciels, et de mise à jour de sécurité.Les plateformes industrielles existantes d'administration montrent leurs limites avec des parcs formés d'objets statiques, en termes de capacités et d'environnements, comme les passerelles internet domestiques et décodeurs de flux TV. Ces plateformes sont opérées manuellement par des équipes d'administrateurs systèmes et requièrent une expertise conséquente.Concernant les flottes de l'IdO, l'hétérogénéité se traduit en un ensemble d'équipements ayant des capacités différentes de calcul et de connectivité réseau. La dynamicité concerne les environnements de ces équipements qui varient en termes de services en cours d'exécution, de qualité du lien réseau, de capacité restante de calcul. La volumétrie des objets de d'IdO impose un besoin de passage à l'échelle afin de gérer des milliards d'équipements contrairement aux flottes composée de millions d'équipements aujourd'hui.Par suite, l'administration de flottes de l'IdO requiert une adaptation constante de ces opérations en termes de nature, de vitesse et de cible. Les approches manuelles existantes ne permettent pas de réaliser ces opérations en prenant en compte les spécificités de l'IdO.Afin d'adresser cette problématique, ce travail de thèse industrielle chez Orange, vise à appliquer le paradigme de l'informatique autonomique au pilotage et la distribution des plateformes d'administration. L'objectif est d'assurer que les besoins en administration des flottes de l'IdO soient automatiquement réalisés, et ce, avec une consommation optimale de ressources de calcul et de réseau, ainsi qu'avec un nombre le moins élevé possible, d'erreurs d'exécution.Notre proposition s'appuie sur quatre boucles autonomiques coordonnées. Deux d'entre elles sont responsables de l'automatisation du maintien à jour de la flotte d'équipements tandis que les deux autres sont chargées de la régulation de l'utilisation des ressources assurant ainsi un passage à l'échelle vertical et horizontal.Notre proposition est validée au travers de deux prototypes. Le premier sert de démonstrateur de l'utilisabilité de notre approche pour le pilotage d'une plateforme industrielle d'administration de l'IdO (Live Objects d'Orange) qui est utilisée en production. Le deuxième démontre les capacités de passage à l'échelle vertical de notre proposition. Il s'appuie sur des technologies à code source ouverts. Les résultats sont encourageants par rapport aux approches existantes (p. ex. Vitesse d'exécution multipliée par deux sans augmentation du taux d'équipements en dysfonctionnement) With the expansion of Internet of Things (IoT) that relies on heterogeneous; dynamic; and massively deployed devices; Device Management (DM), which consists of firmware update, configuration, troubleshooting and tracking, is required for proper quality of service and user experience, deployment of new functions, bug fixes and distribution of security patches.Existing Home and IoT industrial DM platforms are already showing their limits with a few static home and IoT devices (e.g., routers, TV Decoders). Currently, these platforms are mainly manually operated by experts such as system administrators, and require extensive knowledge and skills. Heterogeneity implies that devices have diverse compute and network capabilities. Dynamicity translates to variation of devices environments (e.g., network quality, running services, nearby devices). The massive aspect is reflected in fleets composed of billions of devices as opposed to millions currently.Therefore, IoT device administration requires launching administration operations that assure the well-functioning of device fleets. These operations are to be adapted in terms of nature, speed, target, accordingly to devices current service requirements, computing capabilities and network conditions. Existing manually operated approaches cannot be applied on these massive and diverse devices forming the IoT.To tackle these issues, our work in an industrial research context, at Orange Labs, proposes applying autonomic computing to platform operation and distribution. It aims to ensure that administration requirements of a device fleet are automatically fulfilled using the optimal amount of resources and with the least amount of execution errors.Specifically, our contribution relies on four coordinated autonomic loops. The first two loops are responsible for handling fleet variation and update operations dispatching, while the remaining two others focus on vertical and horizontal scalability. Our approach allows automatic administration platform operation, more accurate and faster error diagnosis, vertical and horizontal scaling along with simpler IoT DM platform administration.For experimental validation, we developed two prototypes: one that demonstrates the usability of our approach with Orange's industrial IoT platform for its piloting, while the other one demonstrates vertical scalability using extended open-source remote administration software. Our prototypes show encouraging results, such as two times faster firmware upgrade operation execution speed, compared to existing legacy telecommunication operator approaches

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Borges, caldas da silva Pedro Victor. "Middleware support for energy awareness in the Internet of Things (IoT)." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2022. http://www.theses.fr/2022IPPAS016.

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L'Internet des objets (IoT) se caractérise par une myriade de dispositifs et de composants logiciels géographiquement dispersés ainsi que par une grande hétérogénéité en termes de matériel, de format de données et de protocoles. Au cours des dernières années, les plateformes IoT ont été proposées pour fournir une variété de services aux applications, tels que la découverte de dispositifs, la gestion du contexte et l'analyse des données. Cependant, le manque de standardisation fait que chaque plateforme IoT propose ses propres abstractions, API et patrons d'interactions. Par conséquent, la programmation des interactions entre une application IoT consommatrice de données et une plateforme IoT est complexe, sujette à des erreurs et demande un niveau de connaissance de la plateforme IoT approfondi de la part des développeurs. Les intergiciels IoT peuvent atténuer cette hétérogénéité, ils doivent fournir des services pertinents et ainsi faciliter le développement des applications.L'efficacité énergétique de la technologie numérique devenant une priorité, l'augmentation du nombre de systèmes IoT pose des problèmes énergétiques. Dans ce contexte, il est essentiel de concevoir soigneusement les interactions entre les applications IoT grand public et les plateformes IoT en tenant compte de l'efficacité énergétique. Les intergiciels IoT ne doivent pas uniquement considérer l'efficacité énergétique comme une exigence non fonctionnelle laissée à l'application, Au contraire, parce qu'ils sont utilisés par de nombreuses applications, l'efficacité énergétique doit être au cœur de leur conception.Cette thèse présente trois contributions concernant l'efficacité énergétique et la sensibilisation à l'énergie dans les intergiciels IoT pour les applications IoT consommatrices de données. La première contribution est la proposition d'un intergiciel IoT appelé IoTvar qui abstrait les capteurs virtuels IoT dans des variables IoT qui sont automatiquement mises à jour par l'intergiciel. La deuxième contribution est l'évaluation de la consommation d'énergie des interactions entre les applications IoT grand public et les plateformes IoT via les protocoles HTTP et MQTT. Cette évaluation a conduit à la proposition de lignes directrices pour améliorer l'efficacité énergétique des interactions. La troisième contribution est la proposition de stratégies d'efficacité énergétique pour des middleware IoT. Ces stratégies ont été intégrées dans l'intergiciel IoTvar pour assurer l'efficacité énergétique, mais aussi la sensibilisation à l'énergie par le biais d'un modèle énergétique et la gestion d'un budget énergétique fonction des exigences des utilisateurs. Les implémentations de l'architecture middleware IoT, avec et sans stratégie d'efficacité énergétique, ont été évaluées, et les résultats montrent que nous avons une diminution allant jusqu'à 60% de l'énergie consommée par les applications IoT en appliquant des stratégies pour réduire la consommation d'énergie au niveau du middleware The Internet of Things (IoT) is characterized by a myriad of geographically dispersed devices and software components as well as high heterogeneity in terms of hardware, data, and protocols. Over the last few years, IoT platforms have been used to provide a variety of services to applications such as device discovery, context management, and data analysis. However, the lack of standardization makes each IoT platform come with its abstractions, APIs, and interactions. As a consequence, programming the interactions between a consuming IoT application and an IoT platform is often time-consuming, error-prone, and depends on the developers' level of knowledge about the IoT platform. IoT middleware are proposed to alleviate such heterogeneity, provide relevant services, and ease application development.As the energy efficiency of digital technology becomes a priority, the increase in IoT systems brings energy concerns. In this context, carefully designing interactions between IoT consumer applications and IoT systems with an energy-efficiency concern becomes essential. IoT middleware should not solely consider energy efficiency as a non-functional requirement. Instead, it needs to be at the solution's core as the middleware is expected to be shared by many applications and offer facilities to ease application development.This work presents three contributions regarding energy-efficiency/awareness in IoT middleware for IoT consumer applications.The first contribution is the proposal of an IoT middleware for IoT consumer applications called IoTVar that abstracts IoT virtual sensors in IoT variables that are automatically updated by the middleware.The second contribution is the evaluation of the energy consumption of the interactions between IoT consumer applications and IoT platforms through the HTTP and MQTT protocols. This evaluation has led to the proposal of guidelines to improve energy efficiency when developing applications.The third contribution is the proposal of strategies for energy efficiency to be integrated into IoT middleware. Those strategies have been integrated into the IoTVar middleware to provide energy efficiency, but also energy awareness through an energy model and the management of an energy budget driven by user requirements. The implementations of the IoT middleware architecture, with and without energy-efficiency strategies, have been evaluated, and the results show that we have a difference of up to 60% the energy used by IoT applications by applying strategies to reduce energy consumption at the middleware level

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Mayzaud, Anthéa. "Monitoring and Security for the RPL-based Internet of Things." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0207.

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L'intérêt grandissant pour l'Internet des Objets (IdO) s'est traduit par le déploiement à grande échelle de réseaux dits LLN. Ceux-ci sont fortement contraints en matière de ressources et communiquent via des liens instables. Les protocoles de routages existants pour les réseaux traditionnels ne sont pas adaptés à ces caractéristiques. L'IETF a proposé un nouveau protocole de routage appelé RPL fondé sur IPv6 et spécifiquement conçu pour ces environnements. Cependant, il est exposé à de nombreuses attaques et la mise en place de mécanismes de sécurité représente un coût considérable. Les réseaux LLN introduisent donc de nouveaux enjeux quant à leur supervision et leur sécurité. Dans le cadre de cette thèse, nous étudions une approche de supervision pour la sécurité de l'IdO tout en limitant son coût. Nous évaluons tout d'abord les menaces auxquelles sont soumis les réseaux RPL en les classifiant au travers d'une taxonomie. Nous quantifions également les conséquences de deux attaques appelées l'attaque d'incohérence DAG et l'attaque du numéro de version. Nous nous concentrons ensuite sur les solutions pour la sécurité dans les réseaux RPL. Nous proposons une stratégie locale qui limite les attaques d'incohérences DAG et nous présentons une architecture de supervision distribuée orientée sécurité pour détecter des attaques complexes comme les attaques sur le numéro de version et compléter notre approche locale. Celle-ci nous permet de préserver l'énergie des nœuds en effectuant les activités de surveillance et de détection sur des nœuds dédiés. Nous quantifions ensuite les performances de cette architecture ainsi que la stratégie de détection proposée The growing interest for the Internet of Things (IoT) has resulted in the large scale deployment of Low power and Lossy Networks (LLN). These networks are strongly constrained in terms of resources and communicate using unstable links. In this context, existing routing protocols for traditional networks do not cope with all these constraints. The IETF has proposed a new routing protocol called RPL based on IPv6 and specifically designed for these environments. The RPL protocol is however exposed to a large variety of attacks. The deployment of security mechanisms may also be quite expensive for the nodes. Therefore, LLN networks present new challenges in terms of monitoring and security. In this thesis we propose to investigate a security-oriented monitoring approach for addressing the trade-off between security and cost in the IoT. In a first stage, we assess security threats faced by these networks by identifying and classifying attacks through a dedicated taxonomy. We also quantify the consequences of two major attacks called DAG inconsistency attacks and version number attacks causing over-consumption of node resources. We then focus our work on security solutions for RPL-based IoT. We propose a local strategy for addressing DAG inconsistency attacks. In order to detect complex attacks such as version number attacks and to complement our node-level approach, we design a security-oriented distributed monitoring architecture for RPL networks. This solution allows us to preserve constrained nodes energy by performing monitoring and detection activities on dedicated nodes. We quantify the performance and the cost of this architecture and the deployed detection modules

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Haj-Hassan, Ali. "Securing communication protocols for the Internet of Things." Electronic Thesis or Diss., Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2024. http://www.theses.fr/2024UPHF0002.

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Abstract:

La fusion des réseaux IP avec la technologie sans fil à faible consommation d’énergie a donné naissance à l’Internet Industriel des Objets (IIoT). En raison du large échelle et de la nature dynamique de l’IIoT, la sécurité de ce réseau est d’une importance capitale. L’une des attaques les plus critiques concerne celles menées lors de la phase d’intégration de nouveaux nœuds dans un réseau IIoT. Dans cette thèse, nous concentrons notre étude sur la sécurisation de la phase d’intégration de ces réseaux.Les phases d’intégration dans l’IoT reposent sur des méthodes d’authentification mutuellebasées sur une clé prépartagée (PSK) partagée entre le coordinateur du réseau et le nœudd’intégration. La standarization manque souvent de clarifications sur le partage de PSK, cequi rend impraticable la préconfiguration de chaque appareil avec une clé unique dans lesréseaux à grande échelle et dynamiques tels que l’IIoT. Pour répondre à ces problématiques,cette thèse présente un protocole d’authentification mutuelle autonome et d’établissement declés pour les réseaux IIoT. Dans cette solution, le coordinateur du réseau authentifie d’abordle nœud d’intégration via un certificat, et réciproquement, le nœud d’intégration authentifiele coordinateur du réseau en utilisant un mécanisme de consensus léger basé sur le partagede secret de Shamir. Une fois cette authentification mutuelle accomplie, une clé est établieentre le coordinateur du réseau et le nouveau noeud sur un canal public. Notre solution a étéintégrée dans le cadre du protocole 6TiSCH, garantissant une sécurité robuste avec un tauxd’authentification élevé, même en présence de nœuds malveillants. De plus, elle s’est prouvéefficace en termes de communication, de latence et de consommation d’énergie dans diversscénarios réseau, y compris sur des appareils aux ressources limitées.De plus, lors du processus d’intégration du réseau IoT, les nœuds proxy jouent un rôle essentiel en transférant les demandes d’intégration et les réponses entre le nœud d’intégration et le coordinateur du réseau. Sécuriser cette phase est essentielle, car les nœuds proxy malveillants peuvent perturber l’intégration de nouveaux nœuds ou les rediriger vers une autre entité se faisant passer pour le coordinateur. Par conséquent, nous présentons un système robuste axé sur l’identification de nœuds proxy malveillants lors de la phase d’intégration. Ce système, centré autour du coordinateur, tient un registre des participations de chaque nœud en tant que nœud proxy. Après chaque phase d’intégration, le coordinateur reçoit un paquet chiffré de bout en bout du nœud d’intégration, détaillant les rencontres avec des nœuds proxy malveillants. Ces informations sont utilisées pour calculer le nombre de participations légitimes de nœuds proxy pour chaque nœud. Le système de détection utilise ces métriques, en conjonction avec des paramètres ajustables, pour catégoriser les nœuds comme malveillants ou dignes de confiance. De plus, notre solution prend en compte les attaques potentielles sur le processus de détection, émanant à la fois des nœuds proxy et des nœuds d’intégration The fusion of IP-enabled networks with low-power wireless technology has given birth tothe Industrial Internet of Things (IIoT). Due the large scale and dynamic nature of IIoT, thesecurity of such network is of paramount importance. One of the most critical attacks arethose conducted during the joining phase of new nodes to an IIoT network. In this thesis, we focus our study on securing the joining phase of such networks.Joining phases in IoT rely on mutual authentication methods based on a pre-shared key (PSK) shared between the network coordinator and the joining node. Standardization often lacks clear PSK sharing guidelines, which in large-scale and dynamic networks like IIoT makes pre-configuring each device with a unique key impractical. To address these concerns, this thesis introduces an autonomous mutual authentication and key establishment protocol for IIoT networks. In this solution, the network coordinator first authenticates the joining node via a certificate, and reciprocally, the joining node authenticates the network coordinator using a novel and lightweight consensus mechanism based on Shamir Secret Sharing. Once this mutual authentication is accomplished, a key is established between the network coordinator and the joining node over a public channel. Our solution was integrated into the 6TiSCH framework, ensuring robust security with high authentication success, even when dealing with malicious nodes. Additionally, it proved efficient in terms of communication, latency, and energy usage across various network scenarios, even on resource-constrained devices.Moreover, during the IoT network joining process, proxy nodes play a pivotal role in forwarding Join Requests and Join Responses between the joining node and the network coordinator. Securing this phase is vital, as malicious proxy nodes can disturb new node joins or redirect them another entity impersonating the coordinator. Therefore, we present a robust system focused on identifying malicious proxy nodes during the joining phase. Centered around the coordinator, this system maintains a log table tracking each node’s participation as a proxy node. Post each joining phase, the coordinator receives an End-to-End encrypted packet from the joining node, detailing any encounters with malicious proxy nodes. This information is utilized to calculate the number of legitimate proxy node involvements for each node. The detection system utilizes these metrics, in conjunction with adjustable parameters, to categorize nodes as either malicious or trustworthy. Additionally, our solution accounts for potential attacks on the detection process, originating from both proxy nodes and joining nodes

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Hammi, Mohamed Tahar. "Sécurisation de l'Internet des objets." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLT006/document.

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Abstract:

L'Internet des Objets ou en anglais the Internet of Things (IoT) représente aujourd'hui une partie majeure de notre vie quotidienne. Des milliards d'objets intelligents et autonomes, à travers le monde sont connectés et communiquent entre eux. Ce paradigme révolutionnaire crée une nouvelle dimension qui enlèveles frontières entre le monde réel et le monde virtuel. Son succès est dû à l’évolution des équipements matériels et des technologies de communication notamment sans fil. L’IoT est le fruit du développement et de la combinaison de différentes technologies. Il englobe presque tous les domaines de la technologie d’information (Information Technology (IT)) actuels.Les réseaux de capteurs sans fil représentent une pièce maîtresse du succès de l'IoT. Car en utilisant des petits objets qui sont généralement limités en terme de capacité de calcul, de mémorisation et en énergie, des environnements industriels, médicaux, agricoles, et autres peuvent être couverts et gérés automatiquement.La grande puissance de l’IoT repose sur le fait que ses objets communiquent, analysent, traitent et gèrent des données d’une manière autonome et sans aucune intervention humaine. Cependant, les problèmes liés à la sécurité freinent considérablement l’évolution et le déploiement rapide de cette haute echnologie. L'usurpation d’identité, le vols d’information et la modification des données représentent un vrai danger pour ce système des systèmes.Le sujet de ma thèse consiste en la création d'un système de sécurité permettant d’assurer les services d’authentification des objets connectés, d’intégrité des données échangées entres ces derniers et de confidentialité des informations. Cette approche doit prendre en considération les contraintes des objets et des technologies de communication utilisées Internet of Things becomes a part of our everyday lives. Billions of smart and autonomous things around the world are connected and communicate with each other. This revolutionary paradigm creates a new dimension that removes boundaries between the real and the virtual worlds. Its success is due to the evolution of hardware and communication technologies, especially wireless ones. IoT is the result of the development and combination of different technologies. Today, it covers almost all areas of information technology (IT).Wireless sensor networks are a cornerstone of IoT's success. Using constrained things, industrial, medical, agricultural, and other environments can be automatically covered and managed.Things can communicate, analyze, process and manage data without any human intervention. However, security issues prevent the rapid evolution and deployment of this high technology. Identity usurpation, information theft, and data modification represent a real danger for this system of systems.The subject of my thesis is the creation of a security system that provides services for the authentication of connected things, the integrity of their exchanged data and the confidentiality of information. This approach must take into account the things and communication technologies constraints

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Gatouillat, Arthur. "Towards smart services with reusable and adaptable connected objects : An application to wearable non-invasive biomedical sensors." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI123/document.

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Abstract:

La prolifération des objets communicants fixes et mobiles soulève la question de leur intégration dans les environnements quotidiens, par exemple dans le cadre de la e-santé ou de la domotique. Les principaux défis soulevés relèvent de l’interconnexion et de la gestion de la masse de donnée produite par ces objets intelligents. Notre premier objectif est d’adopter une démarche des couches basses vers les couches hautes pour faciliter l’intégration de ces objets à des services intelligents. Afin de développer celle-ci, il est nécessaire de d’étudier le processus de conception des objets intelligents indépendamment de considérations matérielles et logicielles, au travers de la considération de leur propriétés cyber-physiques. Pour mener à bien la réalisation de services intelligents à partir d’objets connectés, les deux axes de recherche suivant seront développés : la définition d’une méthode de conception orientée service pour les objets connectés intégrant une dimension formelle ainsi de valider le comportement de ceux-ci, l’auto-adaptation intelligente dans un contexte évolutif permettant aux objets de raisonner sur eux même au travers d’un langage déclaratif pour spécifier les stratégies d’adaptation. La validation de ces contributions s’effectuera par le biais du développement et de l’expérimentation à grandeur nature d’un service de diagnostic médical continu basé sur la collecte de données médicales en masse par des réseaux non-intrusifs de capteurs biomédicaux portables sur le corps humain The rapid growth of fixed and mobile smart objects raises the issue of their integration in everyday environment, e.g. in e-health or home-automation contexts. The main challenges of these objects are the interoperability, the handling of the massive amount of data that they generate, and their limited resources. Our goal is to take a bottom-up approach in order to improve the integration of smart devices to smart services. To ensure the efficient development of our approach, we start with the study of the design process of such devices regardless of specific hardware or software through the consideration of their cyber-physical properties. We thus develop two research directions: the specification of a service-oriented design method for smart devices with formal considerations in order to validate their behavior, and the proposal of a self-adaptation framework in order to handle changing operating context through self-reasoning and the definition of a declarative self-adaptation objectives specification language. The testing of these contributions will be realized through the development of a large-scale experimental framework based on a remote diagnostics case-study relying on non-invasive wearable biomedical sensors

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Kamgueu, Patrick Olivier. "Configuration dynamique et routage pour l'internet des objets." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0241.

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L’intérêt croissant de la communauté scientifique et industrielle ces dernières années pour les réseaux de capteurs sans fil (RCSF), a conduit à la définition de nouveaux protocoles normalisés prenant en compte les spécificités matérielles des nœuds utilisés. Dans la couche réseau, le protocole RPL (de l’acronyme anglais IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) a été proposé en 2012 par l’IETF, comme standard de routage pour les réseaux dont les nœuds sont de type "LLN" (Low-power and Lossy Network), i.e. caractérisés par une faible autonomie énergique et transmettant sur des liens radios dotés d’un taux de perte de données élevé. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’optimisation du routage dans ces réseaux (notamment ceux utilisant la pile protocolaire TCP/IP), ainsi qu’à leur interconnexion efficace à Internet à des coûts soutenables. Tout d’abord, nous proposons deux fonctions d’objectif organisant le routage avec RPL. La première se sert de l’unique critère énergétique, avec comme objectif principal la maximisation de la durée de vie du réseau. Pour ce faire, nous avons implémenté un modèle d’estimation d’énergie, intégré par la suite aux nœuds pour leur permettre d’estimer en temps réel leur énergie résiduelle. La deuxième fonction d’objectif proposée, vise à combiner plusieurs critères pour la prise en compte de la qualité de service durant le routage. Nous développons un modèle à base de la logique floue pour mettre en œuvre la combinaison. En effet, elle nous permet d’obtenir un bon compromis entre les différentes entrées et requiert une empreinte mémoire faible. Dans la dernière partie de cette thèse, nous concevons et implémentons une architecture d’activation de passerelles permettant d’assurer une connexion Internet efficace de divers RCSFs utilisant RPL, pour la réalisation de la vision de l’Internet des Objets In recent years, the growing interest of scientific and industrial community has led to the standardization of new protocols that consider the unique requirements of Wireless Sensor Networks (WSN) nodes. At network layer, RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) has been proposed by IETF as the routing standard for network that uses LLN nodes, namely, those where both nodes and their interconnects are constrained. They operate on low-power embedded batteries and use lossy links, making communications unreliable and lead to a significant data loss rates. This thesis aims to optimize the routing in WSNs (especially those using TCP/IP protocol stack), as well as their efficient and cost-effective connection to the Internet. First, we have proposed two new RPL objective functions. The first uses as unique routing criterion, the node remaining energy with the goal of maximizing the network lifetime. An energy model that allows the nodes to dynamically estimate their remaining energy at runtime has been implemented and integrate to the protocol. The second objective function uses fuzzy logic reasoning to combine several criteria to take Quality of Service into account. Indeed, this scheme provides a good trade-off on several inputs and requires a low memory footprint. In the last part of this thesis, we designed and implemented an architecture that enable an efficient integration of several RPL based WSNs to the Internet to achieve the Internet of Things vision

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Denis, Nathanaël. "For a private and secure Internet of things with usage control and distributed ledger technology." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2023. http://www.theses.fr/2023IPPAS007.

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Abstract:

Les objets connectés représentent l'une des principales cibles de la cybercriminalité. Les raisons en sont multiples : d'abord, pour limiter le coût de la sécurité, les fabricants peuvent vendre des produits vulnérables avec des failles de sécurité. Deuxièmement, de nombreux objets connectés sont soumis à des contraintes de performance et ne disposent pas de la puissance nécessaire pour exécuter des logiciels de sécurité. Enfin, l'hétérogénéité des applications, du matériel et des logiciels élargit la surface d'attaque.Pour parer à ces menaces, l'Internet des Objets (IoT) a besoin de technologies de sécurité et de préservation de la vie privée sur mesure.En ce qui concerne la protection de la vie privée, le contrôle d'usage donne aux utilisateurs la possibilité de spécifier comment leurs données peuvent être utilisées et par qui. Le contrôle d'usage étend le contrôle d'accès classique en introduisant des obligations, c'est-à-dire des actions à effectuer pour obtenir l'accès, et des conditions qui sont liées à l'état du système, comme la charge du réseau ou le temps.Cette thèse vise à apporter des réponses aux défis de l'internet des objets en termes de performance, de sécurité et de respect de la vie privée. Pour cela, les registres distribués (DLT) constituent, de par leur caractère décentralisé, une solution prometteuse aux contraintes de l'internet des objets, en particulier pour les micro-transactions. Cela se traduit par trois contributions:1. un ensemble de technologies pour des transactions sans frais préservant la vie privée, conçu pour passer à l'échelle;2. une méthode d'intégration du contrôle d'usage et des registres distribués pour permettre une protection efficace des données des utilisateurs;3. un modèle étendu pour le contrôle d'usage dans les systèmes distribués, afin d'y ajouter le contrôle de flux décentralisé et les aspects liés à l'internet des objets.Une preuve de concept de l'intégration (2) a été mise en place pour démontrer la faisabilité et effectuer des tests de performance. Elle s'appuie sur IOTA, un registre distribué qui utilise un graphe orienté acyclique pour son graphe de transactions au lieu d'une blockchain. Les résultats des tests de performance sur un réseau privé montrent une diminution d'environ 90% du temps nécessaire pour effectuer des transactions et pour évaluer des politiques de contrôle d'usage, dans le cas où ce dernier est intégré au réseau IoT devices represent one of the major targets for malicious activities. The grounds for this are manifold: first, to reduce the cost of security, manufacturers may sell vulnerable products, leaving users with security concerns. Second, many IoT devices have performance constraints and lack the processing power to execute security software. Third, the heterogeneity of applications, hardware, and software widens the attack surface.As a result, IoT networks are subject to a variety of cyber threats. To counter such a variety of attacks, the IoT calls for security and privacy-preserving technologies.For privacy concerns, usage control grants the users the power to specify how their data can be used and by whom. Usage control extends classic access control by introducing obligations, i.e., actions to be performed to be granted access, and conditions that are related to the system state, such as the network load or the time.This thesis aims at providing answers to the challenges in the Internet of Things in terms of performance, security and privacy. To this end, distributed ledger technologies (DLTs) are a promising solution to Internet of Things constraints, in particular for micro-transactions, due to the decentralization they provide. This leads to three related contributions:1. a framework for zero-fee privacy-preserving transactions in the Internet of Things designed to be scalable;2. an integration methodology of usage control and distributed ledgers to enable efficient protection of users' data;3. an extended model for data usage control in distributed systems, to incorporate decentralized information flow control and IoT aspects.A proof of concept of the integration (2) has been designed to demonstrate feasibility and conduct performance tests. It is based on IOTA, a distributed ledger using a directed acyclic graph for its transaction graph instead of a blockchain. The results of the tests on a private networkshow an approximate 90% decrease in the time needed to push transactionsand make access decisions in the integrated setting

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Ozeer, Umar Ibn Zaid. "Autonomic resilience of distributed IoT applications in the Fog." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM054.

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Abstract:

Les dernières tendances de l'informatique distribuées préconisent le Fog computing quiétend les capacités du Cloud en bordure du réseau, à proximité des objets terminaux etdes utilisateurs finaux localisé dans le monde physique. Le Fog est un catalyseur clé desapplications de l'Internet des Objets (IoT), car il résout certains des besoins que le Cloud neparvient à satisfaire, tels que les faibles latences, la confidentialité des données sensibles, laqualité de service ainsi que les contraintes géographiques. Pour cette raison, le Fog devientde plus en plus populaire et trouve des cas d'utilisations dans de nombreux domaines telsque la domotique, l'agriculture, la e-santé, les voitures autonomes, etc.Le Fog, cependant, est instable car il est constitué de milliards d'objets hétérogènes ausein d'un écosystème dynamique. Les objets de l'IoT tombent en pannes régulièrementparce qu'ils sont produits en masse à des couts très bas. De plus, l'écosystème Fog-IoTest cyber-physique et les objets IoT sont donc affectés par les conditions météorologiquesdu monde physique. Ceci accroît la probabilité et la fréquence des défaillances. Dansun tel écosystème, les défaillances produisent des comportements incohérents qui peuventprovoquer des situations dangereuses et coûteuses dans le monde physique. La gestion dela résilience dans un tel écosystème est donc primordiale.Cette Thèse propose une approche autonome de gestion de la résilience des applicationsIoT déployées en environnement Fog. L'approche proposée comprend quatre tâches fonctionnelles:(i) sauvegarde d'état, (ii) surveillance, (iii) notification des défaillances, et(iv) reprise sur panne. Chaque tâche est un regroupement de rôles similaires et est miseen oeuvre en tenant compte les spécificités de l'écosystème (e.g., hétérogénéité, ressourceslimitées). La sauvegarde d'état vise à sauvegarder les informations sur l'état de l'application.Ces informations sont constituées des données d'exécution et de la mémoire volatile, ainsique des messages échangés et fonctions exécutées par l'application. La surveillance vise àobserver et à communiquer des informations sur le cycle de vie de l'application.Il est particulièrement utile pour la détection des défaillances. Lors d'une défaillance, des notificationssont propagées à la partie de l'application affectée par cette défaillance. La propagationdes notifications vise à limiter la portée de l'impact de la défaillance et à fournir un servicepartiel ou dégradé. Pour établir une reprise sur panne, l'application est reconfigurée et lesdonnées enregistrées lors de la tâche de sauvegarde d'état sont utilisées afin de restaurer unétat cohérent de l'application par rapport au monde physique. Cette réconciliation entrel'état de l'application et celui du monde physique est appelé cohérence cyber-physique. Laprocédure de reprise sur panne en assurant la cohérence cyber-physique évite les impactsdangereux et coûteux de la défaillance sur le monde physique.L'approche proposée a été validée à l'aide de techniques de vérification par modèle afin devérifier que certaines propriétés importantes sont satisfaites. Cette approche de résilience aété mise en oeuvre sous la forme d'une boîte à outils, F3ARIoT, destiné aux développeurs.F3ARIoT a été évalué sur une application domotique. Les résultats montrent la faisabilité de son utilisation sur des déploiements réels d'applications Fog-IoT, ainsi que desperformances satisfaisantes par rapport aux utilisateurs Recent computing trends have been advocating for more distributed paradigms, namelyFog computing, which extends the capacities of the Cloud at the edge of the network, thatis close to end devices and end users in the physical world. The Fog is a key enabler of theInternet of Things (IoT) applications as it resolves some of the needs that the Cloud failsto provide such as low network latencies, privacy, QoS, and geographical requirements. Forthis reason, the Fog has become increasingly popular and finds application in many fieldssuch as smart homes and cities, agriculture, healthcare, transportation, etc.The Fog, however, is unstable because it is constituted of billions of heterogeneous devicesin a dynamic ecosystem. IoT devices may regularly fail because of bulk production andcheap design. Moreover, the Fog-IoT ecosystem is cyber-physical and thus devices aresubjected to external physical world conditions which increase the occurrence of failures.When failures occur in such an ecosystem, the resulting inconsistencies in the applicationaffect the physical world by inducing hazardous and costly situations.In this Thesis, we propose an end-to-end autonomic failure management approach for IoTapplications deployed in the Fog. The approach manages IoT applications and is composedof four functional steps: (i) state saving, (ii) monitoring, (iii) failure notification,and (iv) recovery. Each step is a collection of similar roles and is implemented, taking intoaccount the specificities of the ecosystem (e.g., heterogeneity, resource limitations). Statesaving aims at saving data concerning the state of the managed application. These includeruntime parameters and the data in the volatile memory, as well as messages exchangedand functions executed by the application. Monitoring aims at observing and reportinginformation on the lifecycle of the application. When a failure is detected, failure notificationsare propagated to the part of the application which is affected by that failure.The propagation of failure notifications aims at limiting the impact of the failure and providinga partial service. In order to recover from a failure, the application is reconfigured and thedata saved during the state saving step are used to restore a cyber-physical consistent stateof the application. Cyber-physical consistency aims at maintaining a consistent behaviourof the application with respect to the physical world, as well as avoiding dangerous andcostly circumstances.The approach was validated using model checking techniques to verify important correctnessproperties. It was then implemented as a framework called F3ARIoT. This frameworkwas evaluated on a smart home application. The results showed the feasibility of deployingF3ARIoT on real Fog-IoT applications as well as its good performances in regards to enduser experience

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Legrand, Adrien. "Détection, anticipation, action face aux risques dans les bâtiments connectés." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2019. http://www.theses.fr/2019AMIE0058.

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Abstract:

Cette thèse vise à exploiter la future masse de données qui émergera du nombre conséquent d'objets connectés à venir. Concentré sur les données de bâtiments connectés, ces travaux ont pour but de contribuer à un système générique de détection d'anomalies. La première année fut consacrée à définir la problématique, le contexte et à recenser les modèles candidats. La piste des réseaux de neurones auto-encodeurs a été privilégiée et justifiée par une première expérimentation. Une deuxième expérience plus conséquente, prenant plus en compte l'aspect temporel et traitant de toutes les classes d'anomalies a été menée en deuxième année. Cette expérimentation vise à étudier les améliorations que peuvent apporter la récurrence face la convolution au sein d’un auto-encodeur utilisé dans le cadre de bâtiments connectés. Les résultats de cette étude a donné lieu à une présentation et une publication dans une conférence IEEE sur IoT en Egypte. La dernière année a été consacrée à l'amélioration de l'utilisation d'auto-encodeur en incluant au fonctionnement original de l'auto-encodeur une estimation de l'incertitude. Ces tests, menés sur divers jeux de données connus dans un premier temps puis sur un jeu de données de bâtiment connecté dans un second temps, ont montrés une amélioration des performances et ont été publiés dans une conférence IEEE IA This thesis aims to exploit the future mass of data that will emerge from the large number of connected objects to come. Focusing on data from connected buildings, this work aims to contribute to a generic anomaly detection system. The first year was devoted to defining the problem, the context and identifying the candidate models. The path of autoencoder neural networks has been selected and justified by a first experiment. A second, more consistent experiment, taking more into account the temporal aspect and dealing with all classes of anomalies was conducted in the second year. This experiment aims to study the improvements that recurrence can bring in response to convolution within an autoencoder used in connected buildings. The results of this study were presented and published in an IEEE conference on IoT in Egypt. The last year was devoted to improving the use of auto-encoder by proposing to include an estimate of uncertainty in the original operation of the auto-encoder. These tests, conducted on various known datasets initially and then on a connected building dataset later, showed improved performance and were published in an IEEE IA conference

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Su, Runbo. "Trust Management in Service-Oriented Internet of Things (SO-IoT)." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0054.

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Abstract:

À la différence de la confiance dans les sciences sociales, où les interactions entre les humains sont mesurées, la confiance dans la sécurité de l'IdO (Internet des Objets) se concentre davantage sur les interactions entre les nœuds (objets) grâce à l'intégration des objets intelligents. En outre, comme les nœuds de l'IdO peuvent en quelque sorte bénéficier d'un "groupe"/d'une "communauté" puisqu'ils sont formés par leurs propres intérêts ou fonctionnalités similaires, l'évaluations de la confiance d'intergroupes, interindividuelle, et celle de groupe-individuel, sont également importantes. Cependant, la gestion des limitations apportées par les menaces potentielles et la vulnérabilité inhérente à l'architecture des MT reste un défi. Cette thèse étudie la confiance sous trois angles dans l'internet des objets orienté services (SO-IoT) : La confiance intergroupe, la confiance groupe-individu et la confiance interindividuelle. Tout d'abord, un modèle dynamique basé sur les rôles est développé pour évaluer la confiance intra- et inter-communauté (groupe), en améliorant les activités orientées services et en abordant les questions de sécurité au sein des communautés et entre elles. Une approche centralisée locale en quatre phases est employée, qui se concentre sur les contre-mesures contre les attaques sur les services au sein de la communauté. En outre, un mécanisme en trois phases est conçu pour mesurer la coopération entre les communautés. Une implémentation basée sur le système ROS 2 a été mise en œuvre pour analyser les performances du modèle proposé sur la base des résultats préliminaires. Deuxièmement, pour traiter le mauvais comportement dans SO-IoT en termes de confiance interindividuelle, un jeu stochastique bayésien (SBG) est introduit, qui prend en compte l'hétérogénéité des nœuds IoT, et des schémas comportementaux complexes des fournisseurs de services sont incorporés, encourageant la coopération et pénalisant les actions stratégiques malveillantes. Enfin, le travail d'évaluation de la confiance des messages V2X dans l'IoV démontre la possibilité de mettre en œuvre la gestion de la confiance dans un environnement de l'IdO concret Unlike Trust in Social Science, in which interactions between humans are measured, thanks to the integration of numerous smart devices, Trust in IoT security focuses more on interactions between nodes. Moreover, As IoT nodes can somehow benefit from 'Group'/'Community' since they form by similar interests or functionalities, the assessment of Group-Individual and Inter-Individual Trust is also important. However, handling limitations brought by potential threats and inherent vulnerability due to TM architecture remains challenging. This thesis investigates Trust from three perspectives in the Service-Oriented Internet of Things (SO-IoT): Inter-Group Trust, Group-Individual Trust, and Inter-Individual Trust. Firstly, a role-based dynamic model is developed to assess intra- and inter-community(group), enhancing service-oriented activities and addressing security issues within and between communities. A locally centralized four-phase approach is employed, focusing on countermeasures against attacks on services within the community. Additionally, a three-phase mechanism is devised to measure cooperativeness between communities. An implementation based on the ROS 2 system was implemented to analyze the performance of the proposed model based on the preliminary results. Secondly, to address misbehavior in SO-IoT in terms of Inter-Individual trust, a Stochastic Bayesian Game (SBG) is introduced, which considers the heterogeneity of IoT nodes, and complex behavioral schemes of service providers are incorporated, encouraging cooperation and penalizing malicious strategical actions. Lastly, the work of assessing the Trust of V2X messages in IoV demonstrates the possibility of implementing Trust Management in a concrete IoT environment

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Kouicem, Djamel Eddine. "Sécurité de l’Internet des objets pour les systèmes de systèmes." Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2518.

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Abstract:

L'internet des objets (IoT) est une nouvelle technologie qui vise à connecter des milliards d'objets physiques à Internet. Ces objets peuvent être engagés dans des relations complexes, notamment la composition et la collaboration avec d'autres systèmes indépendants et hétérogènes, afin de fournir de nouvelles fonctionnalités, conduisant ainsi à ce que l'on appelle les systèmes de systèmes (SoS). Les composants de l'IoT communiquent et collaborent dans des environnements distribués et dynamiques, confrontés à plusieurs problèmes de sécurité de grande ampleur. La sécurité es tconsidérée parmi les enjeux majeurs de l'IoT et soulève des défis liés aux contraintes de capacité de calcul et stockage ainsi que le très grand nombre des objets connectés. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'application des outils cryptographiques ainsi que la technologie blockchain pour résoudre les problèmes de sécurité dans l'IoT, à savoir : l'authentification et la gestion de confiance. Dans un premier lieu, nous nous sommes intéressés au problème du contrôle d'accès distant des actionneurs intelligents utilisant des dispositifs IoT. Pour aborder ce problème, nous avons proposé une solution de contrôle d'accès efficace et à granularité fine, basée sur le mécanisme ABE (Attribute Based Encryption) et des chaînes de hachage. À l'aide d'outils formels d'analyse de sécurité, nous avons démontré la sécurité de notre protocole face aux attaques malveillantes. Dans un deuxième lieu, nous avons abordé le problème d'authentification dans les applications IoT basé sur le paradigme du fog computing. Nous avons proposé un nouveau protocole d'authentification mutuelle efficace qui est basé sur la technologie blockchain et la cryptographie à seuil. Dans notre solution, les objets IoT et les serveurs de fog n'ont besoin que de quelques informations à stocker pour vérifier l'authenticité de chaque objet du système. L’authentification est effectuée seulement sur la bordure du réseau sans passer par des entités externes. Ainsi, la latence et la capacité de stockage sont réduites au minimum. Enfin, dans notre troisième contribution, nous avons proposé un nouveau protocole de gestion de réputation basé sur la technologie blockchain et le fog computing, avec la prise en charge de la mobilité des objets connectés. Notre protocole permet aux objets IoT d'évaluer et de partager avec précision la réputation relative aux autres objets de manière scalable, sans se recourir à une entité de confiance. Nous avons confirmé l'efficacité de notre protocole par des analyses théoriques et des simulations approfondies. Nous avons montré que notre protocole surpasse les solutions existantes,notamment en matière de scalabilité, prise en charge de la mobilité, la communication et le calcul The Internet of things (IoT) is a new technology that aims to connect billions of physical devices to the Internet. The components of IoT communicate and collaborate between each other in distributed and dynamic environments, which are facing several security challenges. In addition, the huge number of connected objects and the limitation of their resources make the security in IoT very difficult to achieve. In this thesis, we focus on the application of lightweight cryptographic approaches and blockchain technology to address security problems in IoT, namely : authentication and trust management. First, we were interested on some kind of IoT applications where we need to control remotely the execution of smart actuators using IoT devices. To solve this problem, we proposed an efficient and fine-grained access controlsolution, based on the Attribute Based Encryption (ABE) mechanism and oneway hash chains. Using formal security tools, we demonstrated the security of our scheme against malicious attacks. Second, we tackled the problem of authentication in IoT based fog computing environments. Existing authentication techniques do not consider latency constraints introduced in the context of fog computing architecture. In addition, some of them do not provide mutual authentication between devices and fog servers. To overcome these challenges, we proposed a novel, efficient and lightweight mutual authentication scheme based on blockchain technologyand secret sharing technique. We demonstrated the efficiency of our authentication scheme through extensive simulations. The third problem treated in this work is the trust management in IoT. Existing trust management protocols do not meet the new requirements introduced in IoT such as heterogeneity, mobility and scalability. To address these challenges, we proposed a new scalable trust management protocol based on consortium blockchain technology and fog computing paradigm, with mobility support. Our solution allows IoT devices to accurately assess and share trust recommendations about other devices in a scalable way without referring to any pre-trusted entity. We confirmed the efficiency of our proposal through theoretical analysis and extensive simulations. Finally, we showed that our protocol outperforms existing solutions especially in terms of scalability, mobility support, communication and computation

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Ntumba, wa Ntumba Patient. "Ordonnancement d'opérateurs continus pour l'analyse de flux de données à la périphérie de l'Internet des Objets." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS183.

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Abstract:

Les applications de traitement et d'analyse des flux de données (TAFD) sont largement utilisées pour traiter les quantités toujours plus importantes de flux de données produites par des sources de données hautement distribuées géographiquement, telles que les dispositifs de l'internet des objets (IdO) fixes et mobiles, afin d'extraire des informations précieuses le plus rapidement possible pour une action satisfaisant une limite de temps de réponse. Les applications TAFD sont généralement déployées dans le Cloud pour bénéficier de ressources de calcul pratiquement illimitées à la demande. Cependant, ces solutions de calcul centralisées et distantes peuvent souffrir d'une bande passante réseau limitée et des retards de réseau élevé. De plus, la propagation des données dans le nuage peut compromettre la confidentialité des données sensibles. Pour traiter efficacement ce volume de flux de données, le paradigme émergent du Edge/Fog computing est utilisé comme niveau intermédiaire entre le Cloud et les dispositifs IdO pour traiter les flux de données plus près de leurs sources afin de réduire l'utilisation des ressources réseau et les retards dans le réseau pour atteindre le Cloud. Cependant, le paradigme Edge/Fog computing contient des ressources de calcul limitées, il est donc nécessaire de décider quelle partie de l'application TAFD doit être exécutée au niveau du Edge/Fog tout en satisfaisant à la contrainte de temps de réponse de l'application. De plus, les ressources de calcul et de réseau de l'architecture Edge-Fog-Cloud peuvent être partagées entre plusieurs applications de TAFD (ou autres), ce qui nécessite une utilisation efficiente de ces ressources. Dans cette thèse, nous proposons un nouveau modèle pour évaluer le coût d'utilisation des ressources à travers l'architecture Edge-Fog-Cloud. Notre modèle concerne à la fois les ressources de calcul et de réseau et permet de traiter les compromis inhérents à leur utilisation conjointe. Ce modèle caractérise précisément le coût d'utilisation des ressources en distinguant les ressources abondantes des ressources contraintes et en considérant leur disponibilité dynamique, couvrant ainsi les ressources dédiées à une seule application de TAFD et les ressources partageables. Nous complétons notre modélisation du système par un modèle de temps de réponse pour les applications TAFD qui prend en compte leurs caractéristiques de fenêtrage. En s'appuyant sur ces modèles, nous formulons le problème de l'ordonnancement d'opérateurs continus, qui constituent une application de TAFD, sur une architecture hiérarchique de ressources Edge-Fog-Cloud. Notre problème cible présente deux différentes caractéristiques. Premièrement, il vise à optimiser conjointement le coût d'utilisation des ressources de calcul et de réseau, alors que peu d'approches existantes ont pris en compte les ressources de calcul dans leurs objectifs d'optimisation. Plus précisément, notre objectif est de déployer une application de TAFD de manière à ce qu'elle utilise les ressources disponibles de la manière la plus efficace possible. Cela permet d'économiser des ressources précieuses pour les autres applications de TAFD (ou d'autre type) qui partagent la même architecture de ressources. Deuxièmement, il est soumis à une contrainte de temps réponse, alors que peu de travaux ont traité d'une telle contrainte ; la plupart des approches d'ordonnancement des applications soumises au contrainte de temps de réponse incluent le temps de réponse dans leurs objectifs d'optimisation. Nous introduisons plusieurs algorithmes basés sur des heuristiques qui traitent différentes versions du problème : l'ordonnancement statique tenant compte que des ressources de calcul et réseau, l'ordonnancement statique tenant compte à la fois des ressources et de la contrainte de temps de réponse, et l'ordonnancement dynamique qui prend en compte le déploiement actuel de l'application et des ressources disponibles. Enfin, nous évaluons de [...] Data stream processing and analytics (DSPA) applications are widely used to process the ever increasing amounts of data streams produced by highly geographically distributed data sources, such as fixed and mobile IoT devices, in order to extract valuable information in a timely manner for actuation. DSPA applications are typically deployed in the Cloud to benefit from practically unlimited computational resources on demand. However, such centralized and distant computing solutions may suffer from limited network bandwidth and high network delay. Additionally, data propagation to the Cloud may compromise the privacy of sensitive data. To effectively handle this volume of data streams, the emerging Edge/Fog computing paradigm is used as the middle-tier between the Cloud and the IoT devices to process data streams closer to their sources and to reduce the network resource usage and network delay to reach the Cloud. However, Edge/Fog computing comes with limited computational resource capacities and requires deciding which part of the DSPA application should be performed in the Edge/Fog layers while satisfying the application response time constraint for timely actuation. Furthermore, the computational and network resources across the Edge-Fog-Cloud architecture can be shareable among multiple DSPA (and other) applications, which calls for efficient resource usage. In this PhD research, we propose a new model for assessing the usage cost of resources across the Edge-Fog-Cloud architecture. Our model addresses both computational and network resources and enables dealing with the trade-offs that are inherent to their joint usage. It precisely characterizes the usage cost of resources by distinguishing between abundant and constrained resources as well as by considering their dynamic availability, hence covering both resources dedicated to a single DSPA application and shareable resources. We complement our system modeling with a response time model for DSPA applications that takes into account their windowing characteristics. Leveraging these models, we formulate the problem of scheduling streaming operators over a hierarchical Edge-Fog-Cloud resource architecture. Our target problem presents two distinctive features. First, it aims at jointly optimizing the resource usage cost for computational and network resources, while few existing approaches have taken computational resources into account in their optimization goals. More precisely, our aim is to schedule a DSPA application in a way that it uses available resources in the most efficient manner. This enables saving valuable resources for other DSPA (and non DSPA) applications that share the same resource architecture. Second, it is subject to a response time constraint, while few works have dealt with such a constraint; most approaches for scheduling time-critical (DSPA) applications include the response time in their optimization goals. To solve our formulated problem, we introduce several heuristic algorithms that deal with different versions of the problem: static resource-aware scheduling that each time calculates a new system deployment from the outset, time-aware and resource-aware scheduling, dynamic scheduling that takes into account the current deployment. Finally, we extensively and comparatively evaluate our algorithms with realistic simulations against several baselines that either we introduce or that originate / are inspired from the existing literature. Our results demonstrate that our solutions advance the current state of the art in scheduling DSPA applications

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Celosia, Guillaume. "Privacy challenges in wireless communications of the Internet of Things." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI069.

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Abstract:

Également connue sous le nom d'Internet des Objets (IdO), la prolifération des objets connectés offre des opportunités sans précédent aux consommateurs. Des moniteurs d'activité physique aux assistants médicaux, en passant par les appareils électroménagers pour maisons intelligentes, les objets IdO évoluent dans une pléthore de domaines d'application. Cependant, les avantages qu'ils peuvent apporter à notre société augmentent conjointement avec leurs implications en matière de vie privée. Communiquant continuellement de précieuses informations par le biais de liaisons non filaires telles que le Bluetooth et le Wi-Fi, ces appareils connectés accompagnent leurs propriétaires dans leurs activités. La plupart du temps émises sur des canaux ouverts, et parfois en l'absence de chiffrement, ces informations sont alors facilement accessibles pour tout attaquant passif à portée. Dans cette thèse, nous explorons deux problèmes de vie privée majeurs résultant de l'expansion de l'IdO et de ses communications sans fil : le traçage physique et l'inférence d'informations utilisateurs. Sur la base de deux grands ensembles de données composés de signaux radio issus de périphériques Bluetooth/BLE, nous mettons d'abord en échec les fonctionnalités anti-traçage existantes avant de détailler plusieurs applications invasives pour la vie privée. En s'appuyant sur des attaques passives et actives, nous démontrons également que les messages diffusés contiennent des informations en clair allant des caractéristiques techniques des appareils aux données personnelles des utilisateurs telles que des adresses e-mail et numéros de téléphone. Dans un second temps, nous concevons des contre-mesures pratiques pour résoudre les problèmes de vie privée identifiés. Dans ce sens, nous fournissons des recommandations aux fabricants, et proposons une approche afin de vérifier l'absence de failles dans l'implémentation de leurs protocoles. Enfin, dans le but d'illustrer davantage les menaces de vie privée enquêtées, nous implémentons deux démonstrateurs. Par conséquent, Venom introduit un système de traçage physique visuel et expérimental, tandis qu'Himiko propose une interface humaine permettant d'inférer des informations sur les appareils IdO et leurs propriétaires Also known as the Internet of Things (IoT), the proliferation of connected objects offers unprecedented opportunities to consumers. From fitness trackers to medical assistants, through smarthome appliances, the IoT objects are evolving in a plethora of application fields. However, the benefits that they can bring to our society increase along with their privacy implications. Continuously communicating valuable information via wireless links such as Bluetooth and Wi-Fi, those connected devices support their owners within their activities. Most of the time emitted on open channels, and sometimes in the absence of encryption, those information are then easily accessible to any passive attacker in range. In this thesis, we explore two major privacy concerns resulting from the expansion of the IoT and its wireless communications: physical tracking and inference of users information. Based on two large datasets composed of radio signals from Bluetooth/BLE devices, we first defeat existing anti-tracking features prior to detail several privacy invasive applications. Relying on passive and active attacks, we also demonstrate that broadcasted messages contain cleartext information ranging from the devices technical characteristics to personal data of the users such as e-mail addresses and phone numbers. In a second time, we design practical countermeasures to address the identified privacy issues. In this direction, we provide recommendations to manufacturers, and propose an approach to verify the absence of flaws in the implementation of their protocols. Finally, to further illustrate the investigated privacy threats, we implement two demonstrators. As a result, Venom introduces a visual and experimental physical tracking system, while Himiko proposes a human interface allowing to infer information on IoT devices and their owners

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El, Rachkidi Elie. "Modelling and placement optimization of compound services in a converged infrastructure of cloud computing and internet of things." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLE030/document.

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Abstract:

La convergence de l’Internet des Objets IdO (Internet of Things) et de l’Informatique en Nuage (Cloud Computing) est une approche prometteuse. D’une part, l’Informatique en Nuage fournit des ressources de calcul, de réseau, et de stockage théoriquement illimitées, et d’autre part, l’IdO permet l’interaction des services en nuage avec des objets du monde réel. Une convergence efficace de ces deux technologies aura un impact certainement important sur les innovations dans les domaines des services IT par l’introduction de nouveaux modèles de services d’IdO à la demande. Dans un tel contexte, les objets connectés sont virtualisés et offerts comme étant des services en nuage accessibles sur Internet depuis n’importe où et à n’importe quel moment. Ces services sont connus sous le nom d’Objets Virtuels (OVs). Ils cachent l’hétérogénéité de l’IdO et lient les objets connectés aux services en nuage traditionnels (i.e. services de stockage) pour fournir des applications IdO. Dans cette thèse, nous considérons d’abord une intégration partielle de l’IdO et de l’Informatique en Nuage. Cette intégration fournit l’IdO au sein d’un seul niveau de service de l’Informatique en Nuage. Dans ce cas, les ressources de l’IdO et de l’Informatique en Nuage sont approvisionnées séparément. Nous nous concentrons dans ce travail sur l’orchestration des OVs dans une infrastructure en Nuage. Nous définissons un algorithme d’approvisionnement basé sur une stratégie de partage où chaque objet connecté est associé à un seul OV et peut être consommé par plusieurs applications. Nous proposons deux programmes linéaires pour effectuer l’approvisionnement des OVs. Le premier en cas où il n’y a pas des OVs précédemment déployés dans l’infrastructure, tandis que l’autre prend en compte le cas où il y a des OVs déjà déployés. Notre approche minimise les coûts opérationnels des OVs et la latence de communication par rapport aux approches qui considèrent une stratégie de non-partage. La deuxième partie de cette thèse considère une intégration complète de l’IdO et de l’Informatique en Nuage. Nous appelons cette intégration le Nuage des Objects (NdO). Dans ce contexte, un client sera capable de demander un approvisionnement, un déploiement, et une mise à l’échelle automatique d’une application IdO de bout en bout à la volée avec un minimum d’efforts de gestion. En particulier, nous abordons l’aspect de l’approvisionnement. Nous définissons un modèle orienté ressources capable de décrire une demande d’une application IdO et une infrastructure NdO sur différents niveaux de service. Nous basons notre modèle sur les spécifications OCCI définies par l’OGF. En outre, nous définissons un algorithme d’approvisionnement en une étape coordonnée pour orchestrer une application IdO dans une infrastructure NdO. L’algorithme considère les ressources de l’IdO et de l’Informatique en Nuage simultanément. Les simulations montrent qu’un processus d’approvisionnement en une étape coordonnée est 10%−20% plus efficace que deux processus d’orchestration des ressources de l’IdO et de l’Informatique en Nuage séparés The convergence of the Internet of Things (IoT) and Cloud Computing technologies is a promising approach. On the one hand, Cloud Computing provides virtually unlimited computing, networking, and storage resources for constrained IoT devices. On the other hand, the IoT enables the interaction of cloud services with real world things. Such integration stimulates innovation in both areas and provides novel service delivery models such as the Sensingas a Service in different application domains (i.e. healthcare, transportation, smart-city, smartbuilding).In such convergence, things are abstracted and offered as cloud services accessible over the Internet from any place and at any time. Such abstractions are known as Virtual Objects (VOs) and connect things to traditional cloud services (e.g. data analytics, storageservices) to deliver IoT applications. In this thesis, we consider first a partial integration of the IoT and Cloud Computing. Such integration focuses on delivering the IoT within a single service level of Cloud Computing,namely: the application, the platform, or the infrastructure level. In this context, IoT and CloudComputing resources are provisioned separately. We focus in this work on the orchestration of VOs in a cloud infrastructure. For this purpose, we define a provisioning algorithm based on a sharing strategy where each connected object is associated with a single VO and can be consumed by multiple applications. We propose two linear programs to perform the provisioning of VOs. The first considers no previously deployed VOs in the infrastructure, while the other takes into consideration pre-deployed VOs. Our approach minimizes VOs operational cost and communication latency in both cases compared to those with a non-sharing strategy. The second part of this thesis considers a full integration of the IoT and Cloud Computing. We refer to such integration as the Cloud of Things (CoT). In this context, a customer should be able to request end-to-end IoT application provisioning, deployment, auto-scaling, and release on the fly with minimal management efforts. In this thesis, we address the provisioning aspect. We define a resource-oriented model able to describe an IoT application request and a CoT infrastructure on different service levels. We base our model on the OCCI specifications defined by the OGF. Furthermore, we define a single stage provisioning algorithm to orchestrate a described IoT application into a CoT infrastructure. The algorithm considers cloud and IoT resources simultaneously. Simulations show that a one-stage provisioning process is 10%−20%more efficient than two separate orchestration processes for cloud and IoT resources

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Abdelghani, Wafa. "A multi-dimensional trust-model for dynamic, scalable and resources-efficient trust-management in social internet of things." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30231.

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Abstract:

L'internet des Objets (IoT) est un paradigme qui a rendu les objets du quotidien, intelligents en leur offrant la possibilité de se connecter à Internet, de communiquer et d'interagir. L'intégration de la composante sociale dans l'IoT a donné naissance à l'Internet des Objets Social (SIoT), qui a permis de surmonter diverse problématiques telles que l'interopérabilité et la découverte de ressources. Dans ce type d'environnement, les participants rivalisent afin d'offrir une variété de services attrayants. Certains d'entre eux ont recours à des comportements malveillants afin de propager des services de mauvaise qualité. Ils lancent des attaques, dites de confiance, et brisent les fonctionnalités de base du système. Plusieurs travaux de la littérature ont abordé ce problème et ont proposé différents modèles de confiance. La majorité d'entre eux ont tenté de réappliquer des modèles de confiance conçus pour les réseaux sociaux ou les réseaux pair-à-pair. Malgré les similitudes entre ces types de réseaux, les réseaux SIoT présentent des particularités spécifiques. Dans les SIoT, nous avons différents types d'entités qui collaborent, à savoir des humains, des dispositifs et des services. Les dispositifs peuvent présenter des capacités de calcul et de stockage très limitées et leur nombre peut atteindre des millions. Le réseau qui en résulte est complexe et très dynamique et les répercussions des attaques de confiance peuvent être plus importantes. Nous proposons un nouveau modèle de confiance, multidimensionnel, dynamique et scalable, spécifiquement conçu pour les environnements SIoT. Nous proposons, en premier lieu, des facteurs permettant de décrire le comportement des trois types de nœuds impliqués dans les réseaux SIoT et de quantifier le degré de confiance selon les trois dimensions de confiance résultantes. Nous proposons, ensuite, une méthode d'agrégation basée sur l'apprentissage automatique et l'apprentissage profond qui permet d'une part d'agréger les facteurs proposés pour obtenir un score de confiance permettant de classer les nœuds, mais aussi de détecter les types d'attaques de confiance et de les contrer. Nous proposons, ensuite, une méthode de propagation hybride qui permet de diffuser les valeurs de confiance dans le réseau, tout en remédiant aux inconvénients des méthodes centralisée et distribuée. Cette méthode permet d'une part d'assurer la scalabilité et le dynamisme et d'autre part, de minimiser la consommation des ressources. Les expérimentations appliquées sur des de données synthétiques nous ont permis de valider le modèle proposé The Internet of Things (IoT) is a paradigm that has made everyday objects intelligent by giving them the ability to connect to the Internet, communicate and interact. The integration of the social component in the IoT has given rise to the Social Internet of Things (SIoT), which has overcome various issues such as interoperability, navigability and resource/service discovery. In this type of environment, participants compete to offer a variety of attractive services. Some of them resort to malicious behavior to propagate poor quality services. They launch so-called Trust-Attacks (TA) and break the basic functionality of the system. Several works in the literature have addressed this problem and have proposed different trust-models. Most of them have attempted to adapt and reapply trust models designed for traditional social networks or peer-to-peer networks. Despite the similarities between these types of networks, SIoT ones have specific particularities. In SIoT, there are different types of entities that collaborate: humans, devices, and services. Devices can have very limited computing and storage capacities, and their number can be as high as a few million. The resulting network is complex and highly dynamic, and the impact of Trust-Attacks can be more compromising. In this work, we propose a Multidimensional, Dynamic, Resources-efficient and Scalable trust-model that is specifically designed for SIoT environments. We, first, propose features to describe the behavior of the three types of nodes involved in SIoT networks and to quantify the degree of trust according to the three resulting Trust-Dimensions. We propose, secondly, an aggregation method based on Supervised Machine-Learning and Deep Learning that allows, on the one hand, to aggregate the proposed features to obtain a trust score allowing to rank the nodes, but also to detect the different types of Trust-Attacks and to counter them. We then propose a hybrid propagation method that allows spreading trust values in the network, while overcoming the drawbacks of centralized and distributed methods. The proposed method ensures scalability and dynamism on the one hand, and minimizes resource consumption (computing and storage), on the other. Experiments applied to synthetic data have enabled us to validate the resilience and performance of the proposed model

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Claeys, Timothy. "Sécurité pour l'internet des objets : une approche des bas en haut pour un internet des objets sécurisé et normalisé." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM062.

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Abstract:

La rapide expansion du marché de l’IoT a permis de relier de plus en plus de matériels bon marché àl’Internet. Pour bon nombre de ces objets, la sécurité ne constitue pas une priorité. En raison de leursfonctionnalités avancées de détection et de manipulation, ces produits IoT mal sécurisés mettent en dangerla vie privée et la sécurité de leurs utilisateurs.Bien que l’IoT englobe des objets connectés de capacités variables, dans ces travaux, nous nous concentronssur les équipements contraints en énergie, en ressources mémoires, et à faible puissance de calcul.Ces restrictions limitent non seulement la possibilité de traitements, mais aussi la capacité à protéger lesdonnées et les utilisateurs. Afin de sécuriser l’IoT, nous identifions plusieurs éléments de bases permettantde fournir des services de sécurité sur l’ensemble d’un équipement.L’implémentation des mécanismes de sécurité au niveau matériel constitue un premier pilier pourl’IoT sécurisé. Diverses fonctions, telles que le démarrage sécurisé, l’attestation à distance et les mises àjour "over-the-air", dépendent en effet fortement de son support. Comme l’implémentation de la sécuritématérielle est souvent coûteuse et ne peut être appliquée aux systèmes existants, nous étudions l’attestationpurement logicielle. Cette méthode fournit une racine de confiance aux systèmes distants qui ne supportentpas la sécurité au niveau matériel. Dans le cadre de l’attestation à distance, l’identification de l’appareilest primordiale. Une partie de ce travail est donc consacrée à l’étude des identificateurs physiques desdispositifs et de leur fiabilité.L’IoT sécurisé repose sur un deuxième élément clé: la cryptographie. Cette dernière est abondammentutilisée par tous les autres mécanismes de sécurité et largement étudiée. Nous étudions les performancesdes algorithmes cryptographiques récents pour les dispositifs contraints.Un troisième élément central pour sécuriser l’IoT est la capacité de la pile protocolaire à sécuriser lescommunications. Nous montrons par exemple qu’il est possible d’exploiter la tolérance du BLE à la dérived’horloge pour établir un canal couvert. D’autre part, il est possible de monter une attaque de déni deservice en exploitant les phases énergivores du réseau, notamment la phase d’attache. Nous proposonsdans ces travaux un algorithme défensif qui réduit quasiment à néant les surcoûts liés à la connexion auréseau.Les architectures de sécurité constituent le dernier pilier pour la sécurité de l’IoT. Elles permettent eneffet de guider le déploiement d’un IoT sécurisé à grande échelle. Après avoir étudié la proposition de l’IETFde schéma d’authentification et d’autorisation pour l’IoT, nous proposons deux pistes d’amélioration de lasécurité.Enfin, la mise en place d’une architecture de sécurité implique le choix du protocole. Dans le contextedes réseaux contraints énergétiquement, le critère déterminant sera la consommation. Même si, àl’avenir, l’IoT utilisera principalement le paradigme d’objets sécurisés pour protéger les données, tant queces derniers ne seront pas largement supportés, de nombreux produits IoT s’appuieront sur les protocolesde sécurité traditionnels tels que TLS et DTLS. C’est pourquoi nous réalisons une étude de performance surla partie la plus critique de ces protocoles : l’établissement du secret partagé. Nous montrons que, mêmesi le "handshake" DTLS utilise moins de paquets pour établir le secret partagé, TLS obtient des meilleursrésultats dans les réseaux avec pertes The rapid expansion of the IoT has unleashed a tidal wave of cheap Internet-connected hardware. Formany of these products, security was merely an afterthought. Due to their advanced sensing and actuatingfunctionalities, poorly-secured IoT devices endanger the privacy and safety of their users.While the IoT contains hardware with varying capabilities, in this work, we primarily focus on the constrainedIoT. The restrictions on energy, computational power, and memory limit not only the processingcapabilities of the devices but also their capacity to protect their data and users from attacks. To secure theIoT, we need several building blocks. We structure them in a bottom-up fashion where each block providessecurity services to the next one.The first cornerstone of the secure IoT relies on hardware-enforced mechanisms. Various security features,such as secure boot, remote attestation, and over-the-air updates, rely heavily on its support. Sincehardware security is often expensive and cannot be applied to legacy systems, we alternatively discusssoftware-only attestation. It provides a trust anchor to remote systems that lack hardware support. In thesetting of remote attestation, device identification is paramount. Hence, we dedicated a part of this work tothe study of physical device identifiers and their reliability.The IoT hardware also frequently provides support for the second building block: cryptography. Itis used abundantly by all the other security mechanisms, and recently much research has focussed onlightweight cryptographic algorithms. We studied the performance of the recent lightweight cryptographicalgorithms on constrained hardware.A third core element for the security of the IoT is the capacity of its networking stack to protect the communications.We demonstrate that several optimization techniques expose vulnerabilities. For example,we show how to set up a covert channel by exploiting the tolerance of the Bluetooth LE protocol towardsthe naturally occurring clock drift. It is also possible to mount a denial-of-service attack that leverages theexpensive network join phase. As a defense, we designed an algorithm that almost completely alleviates theoverhead of network joining.The last building block we consider is security architectures for the IoT. They guide the secure integrationof the IoT with the traditional Internet. We studied the IETF proposal concerning the constrainedauthentication and authorization framework, and we propose two adaptations that aim to improve its security.Finally, the deployment of the IETF architecture heavily depends on the security of the underlying communicationprotocols. In the future, the IoT will mainly use the object security paradigm to secure datain flight. However, until these protocols are widely supported, many IoT products will rely on traditionalsecurity protocols, i.e., TLS and DTLS. For this reason, we conducted a performance study of the most criticalpart of the protocols: the handshake phase. We conclude that while the DTLS handshake uses fewerpackets to establish the shared secret, TLS outperforms DTLS in lossy networks

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Bui, Duy-Hieu. "Système avancé de cryptographie pour l'internet des objets ultra-basse consommation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT001/document.

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Abstract:

L'Internet des objets (IoT : Internet-of-Things) a été favorisé par les progrès accélérés dans les technologies de communication, les technologies de calcul, les technologies de capteurs, l'intelligence artificielle, l'informatique en nuage et les technologies des semi-conducteurs. En générale, l'IoT utilise l'informatique en nuage pour traitant les données, l'infrastructure de communication (y compris l’Internet) et des nœuds de capteurs pour collecter des données, de les envoyer de l'infrastructure du réseau à l’Internet, et de recevoir des commandes pour réagir à l'environnement. Au cours de ses opérations, l'IoT peut collecter, transmettre et traiter des données secrètes ou privées, ce qui pose des problèmes de sécurité. La mise en œuvre des mécanismes de sécurité pour l'IoT est un défi, car les organisations de l’IoT incluent des millions de périphériques intégrés à plusieurs couches, chaque couche ayant des capacités de calcul et des exigences de sécurité différentes. En outre, les nœuds de capteurs dans l'IoT sont conçus pour être des périphériques limités par une batterie, avec un budget de puissance, des calculs et une empreinte mémoires limités pour réduire les coûts d’implémentation. L'implémentation de mécanismes de sécurité sur ces appareils rencontre même plus de défis. Ce travail est donc motivé pour se concentrer sur l’implémentation du cryptage des données afin de protéger les nœuds et les systèmes de capteurs IoT en tenant compte du coût matériel, du débit et de la consommation d’énergie. Pour commencer, un crypto-accélérateur de chiffrement de bloc ultra-basse consommation avec des paramètres configurables est proposé et implémenté dans la technologie FDSOI ST 28 nm dans une puce de test, qui est appelée SNACk, avec deux modules de cryptographie : AES et PRESENT. L’AES est un algorithme de cryptage de données largement utilisé pour l’Internet et utilisé actuellement pour les nouvelles propositions IoT, tandis que le PRESENT est un algorithme plus léger offrant un niveau de sécurité réduit mais nécessitant une zone matérielle beaucoup plus réduite et une consommation très bas. Le module AES est une architecture de chemin de données 32 bits contenant plusieurs stratégies d'optimisation prenant en charge plusieurs niveaux de sécurité, allant des clés 128 bits aux clés 256 bits. Le module PRESENT contient une architecture à base arrondie de 64 bits pour optimiser son débit. Les résultats mesurés pendant cette thèse indiquent que ce crypto-accélérateur peut fournir un débit moyen (environ 20 Mbits/s au 10 MHz) tout en consommant moins de 20 µW dans des conditions normales et une sous-pJ d’énergie par bit. Cependant, la limitation du crypto-accélérateur réside dans le fait que les données doivent être lues dans le crypto-accélérateur et réécrites en mémoire, ce qui augmente la consommation d'énergie. Après cela, afin de fournir un haut niveau de sécurité avec une flexibilité et une possibilité de configuration pour s’adapter aux nouvelles normes et pour atténuer les nouvelles attaques, ces travaux portent sur une approche novatrice de mise en œuvre de l’algorithme de cryptographie utilisant la nouvelle SRAM proposée en mémoire. Le calcul en mémoire SRAM peut fournir des solutions reconfigurables pour mettre en œuvre diverses primitives de sécurité en programmant les opérations de la mémoire. Le schéma proposé consiste à effectuer le chiffrement dans la mémoire en utilisant la technologie Calcul en Mémoire (In-Memory-Computing). Ce travail illustre deux mappages possibles de l'AES et du PRESENT à l'aide du calcul en mémoire The Internet of Things (IoT) has been fostered by accelerated advancements in communication technologies, computation technologies,sensor technologies, artificial intelligence, cloud computing, and semiconductor technologies. In general, IoT contains cloud computing to do data processing, communication infrastructure including the Internet, and sensor nodes which can collect data, send them through the network infrastructure to the Internet, and receive controls to react to the environment. During its operations, IoT may collect, transmit and process secret data, which raise security problems. Implementing security mechanisms for IoT is challenging because IoT organizations include millions of devices integrated at multiple layers, whereas each layer has different computation capabilities and security requirements. Furthermore, sensor nodes in IoT are intended to be battery-based constrained devices with limited power budget, limited computation, and limited memory footprint to reduce costs. Implementing security mechanisms on these devices even encounters more challenges. This work is therefore motivated to focus on implementing data encryption to protect IoT sensor nodes and systems with the consideration of hardware cost, throughput and power/energy consumption. To begin with, a ultra-low-power block cipher crypto-accelerator with configurable parameters is proposed and implemented in ST 28nm FDSOI technology in SNACk test chip with two cryptography modules: AES and PRESENT. AES is a widely used data encryption algorithm for the Internet and currently used for new IoT proposals, while PRESENT is a lightweight algorithm which comes up with reduced security level but requires with much smaller hardware area and lower consumption. The AES module is a 32-bit datapath architecture containing multiple optimization strategies supporting multiple security levels from 128-bit keys up to 256-bit keys. The PRESENT module contains a 64-bit round-based architecture to maximize its throughput. The measured results indicate that this crypto-accelerator can provide medium throughput (around 20Mbps at 10MHz) while consumes less than 20uW at normal condition and sub-pJ of energy per bit. However, the limitation of crypto-accelerator is that the data has to be read into the crypto-accelerator and write back to memory which increases the power consumption. After that, to provide a high level of security with flexibility and configurability to adapt to new standards and to mitigate to new attacks, this work looks into an innovative approach to implement the cryptography algorithm which uses the new proposed In-Memory-Computing SRAM. In-Memory Computing SRAM can provide reconfigurable solutions to implement various security primitives by programming the memory's operations. The proposed scheme is to carry out the encryption in the memory using the In-Memory-Computing technology. This work demonstrates two possible mapping of AES and PRESENT using In-Memory Computing

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Kamgueu, Patrick Olivier. "Configuration dynamique et routage pour l'internet des objets." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0241/document.

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Abstract:

L’intérêt croissant de la communauté scientifique et industrielle ces dernières années pour les réseaux de capteurs sans fil (RCSF), a conduit à la définition de nouveaux protocoles normalisés prenant en compte les spécificités matérielles des nœuds utilisés. Dans la couche réseau, le protocole RPL (de l’acronyme anglais IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) a été proposé en 2012 par l’IETF, comme standard de routage pour les réseaux dont les nœuds sont de type "LLN" (Low-power and Lossy Network), i.e. caractérisés par une faible autonomie énergique et transmettant sur des liens radios dotés d’un taux de perte de données élevé. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’optimisation du routage dans ces réseaux (notamment ceux utilisant la pile protocolaire TCP/IP), ainsi qu’à leur interconnexion efficace à Internet à des coûts soutenables. Tout d’abord, nous proposons deux fonctions d’objectif organisant le routage avec RPL. La première se sert de l’unique critère énergétique, avec comme objectif principal la maximisation de la durée de vie du réseau. Pour ce faire, nous avons implémenté un modèle d’estimation d’énergie, intégré par la suite aux nœuds pour leur permettre d’estimer en temps réel leur énergie résiduelle. La deuxième fonction d’objectif proposée, vise à combiner plusieurs critères pour la prise en compte de la qualité de service durant le routage. Nous développons un modèle à base de la logique floue pour mettre en œuvre la combinaison. En effet, elle nous permet d’obtenir un bon compromis entre les différentes entrées et requiert une empreinte mémoire faible. Dans la dernière partie de cette thèse, nous concevons et implémentons une architecture d’activation de passerelles permettant d’assurer une connexion Internet efficace de divers RCSFs utilisant RPL, pour la réalisation de la vision de l’Internet des Objets In recent years, the growing interest of scientific and industrial community has led to the standardization of new protocols that consider the unique requirements of Wireless Sensor Networks (WSN) nodes. At network layer, RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) has been proposed by IETF as the routing standard for network that uses LLN nodes, namely, those where both nodes and their interconnects are constrained. They operate on low-power embedded batteries and use lossy links, making communications unreliable and lead to a significant data loss rates. This thesis aims to optimize the routing in WSNs (especially those using TCP/IP protocol stack), as well as their efficient and cost-effective connection to the Internet. First, we have proposed two new RPL objective functions. The first uses as unique routing criterion, the node remaining energy with the goal of maximizing the network lifetime. An energy model that allows the nodes to dynamically estimate their remaining energy at runtime has been implemented and integrate to the protocol. The second objective function uses fuzzy logic reasoning to combine several criteria to take Quality of Service into account. Indeed, this scheme provides a good trade-off on several inputs and requires a low memory footprint. In the last part of this thesis, we designed and implemented an architecture that enable an efficient integration of several RPL based WSNs to the Internet to achieve the Internet of Things vision

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Mayzaud, Anthéa. "Monitoring and Security for the RPL-based Internet of Things." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0207/document.

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Abstract:

L'intérêt grandissant pour l'Internet des Objets (IdO) s'est traduit par le déploiement à grande échelle de réseaux dits LLN. Ceux-ci sont fortement contraints en matière de ressources et communiquent via des liens instables. Les protocoles de routages existants pour les réseaux traditionnels ne sont pas adaptés à ces caractéristiques. L'IETF a proposé un nouveau protocole de routage appelé RPL fondé sur IPv6 et spécifiquement conçu pour ces environnements. Cependant, il est exposé à de nombreuses attaques et la mise en place de mécanismes de sécurité représente un coût considérable. Les réseaux LLN introduisent donc de nouveaux enjeux quant à leur supervision et leur sécurité. Dans le cadre de cette thèse, nous étudions une approche de supervision pour la sécurité de l'IdO tout en limitant son coût. Nous évaluons tout d'abord les menaces auxquelles sont soumis les réseaux RPL en les classifiant au travers d'une taxonomie. Nous quantifions également les conséquences de deux attaques appelées l'attaque d'incohérence DAG et l'attaque du numéro de version. Nous nous concentrons ensuite sur les solutions pour la sécurité dans les réseaux RPL. Nous proposons une stratégie locale qui limite les attaques d'incohérences DAG et nous présentons une architecture de supervision distribuée orientée sécurité pour détecter des attaques complexes comme les attaques sur le numéro de version et compléter notre approche locale. Celle-ci nous permet de préserver l'énergie des nœuds en effectuant les activités de surveillance et de détection sur des nœuds dédiés. Nous quantifions ensuite les performances de cette architecture ainsi que la stratégie de détection proposée The growing interest for the Internet of Things (IoT) has resulted in the large scale deployment of Low power and Lossy Networks (LLN). These networks are strongly constrained in terms of resources and communicate using unstable links. In this context, existing routing protocols for traditional networks do not cope with all these constraints. The IETF has proposed a new routing protocol called RPL based on IPv6 and specifically designed for these environments. The RPL protocol is however exposed to a large variety of attacks. The deployment of security mechanisms may also be quite expensive for the nodes. Therefore, LLN networks present new challenges in terms of monitoring and security. In this thesis we propose to investigate a security-oriented monitoring approach for addressing the trade-off between security and cost in the IoT. In a first stage, we assess security threats faced by these networks by identifying and classifying attacks through a dedicated taxonomy. We also quantify the consequences of two major attacks called DAG inconsistency attacks and version number attacks causing over-consumption of node resources. We then focus our work on security solutions for RPL-based IoT. We propose a local strategy for addressing DAG inconsistency attacks. In order to detect complex attacks such as version number attacks and to complement our node-level approach, we design a security-oriented distributed monitoring architecture for RPL networks. This solution allows us to preserve constrained nodes energy by performing monitoring and detection activities on dedicated nodes. We quantify the performance and the cost of this architecture and the deployed detection modules

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Naas, Mohammed Islam. "Placement des données de l'internet des objets dans une infrastructure de fog." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0014/document.

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Abstract:

Dans les prochaines années, l’Internet des objets (IoT) constituera l’une des applications générant le plus de données. Actuellement, les données de l’IoT sont stockées dans le Cloud. Avec l’augmentation du nombre d’objets connectés, la transmission de la grande quantité de données produite vers le Cloud génèrera des goulets d’étranglement. Par conséquent, les latences seront élevées. Afin de réduire ces latences, le Fog computing a été proposé comme un paradigme étendant les services du Cloud jusqu’aux périphéries du réseau. Il consiste à utiliser tout équipement localisé dans le réseau (ex. routeur) pour faire le stockage et le traitement des données. Cependant, le Fog présente une infrastructure hétérogène. En effet, ses équipements présentent des différences de performances de calcul, de capacités de stockage et d’interconnexions réseaux.Cette hétérogénéité peut davantage augmenter la latence du service. Cela pose un problème : le mauvais choix des emplacements de stockage des données peut augmenter la latence du service. Dans cette thèse, nous proposons une solution à ce problème sous la forme de quatre contributions : 1. Une formulation du problème de placement de données de l’IoT dans le Fog comme un programme linéaire. 2. Une solution exacte pour résoudre le problème de placement de données en utilisant CPLEX, un solveur de problème linéaire. 3. Deux heuristiques basées sur le principe de “diviser pour régner” afin de réduire le temps du calcul de placement. 4. Une plate-forme expérimentale pour évaluer des solutions de placement de données de l’IoT dans le Fog, en intégrant la gestion du placement de données à iFogSim, un simulateur d’environnement Fog et IoT In the coming years, Internet of Things (IoT) will be one of the applications generating the most data. Nowadays, IoT data is stored in the Cloud. As the number of connected objects increases, transmitting the large amount of produced data to the Cloud will create bottlenecks. As a result, latencies will be high and unpredictable. In order to reduce these latencies, Fog computing has been proposed as a paradigm extending Cloud services to the edge of the network. It consists of using any equipment located in the network (e.g. router) to store and process data. Therefore, the Fog presents a heterogeneous infrastructure. Indeed, its components have differences in computing performance, storage capacity and network interconnections. This heterogeneity can further increase the latency of the service. This raises a problem: the wrong choice of data storage locations can increase the latency of the service. In this thesis, we propose a solution to this problem in the form of four contributions: 1. A formulation of the IoT data placement problem in the Fog as a linear program. 2. An exact solution to solve the data placement problem using the CPLEX, a mixed linear problem solver. 3. Two heuristics based on the principle of “divide and conquer” to reduce the time of placement computation. 4. An experimental platform for testing and evaluating solutions for IoT data placement in the Fog, integrating data placement management with iFogSim, a Fog and IoT environment simulator

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Li, Dun. "Optimized blockchain deployment and application for trusted industrial internet of things." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAS016.

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Abstract:

L'Internet des objets (IIoT) continue d'offrir de nouvelles perspectives et de nouveaux défis, ainsi que son potentiel pour améliorer son environnement commercial, une cyberattaque, une violation de la vie privée et des probabilités. La chose est la croissance de la technologie. L'avenir de la technologie et de la blockchain est une affaire stable et stable dans le monde des systèmes IIoT. La valeur de la blockchain dans le futur et l'avenir de la bourse. Identité et contrôle d'accès. Malgré ces avantages, mesure que les applications IIoT se diversifient et que les volumes de données croissent, la demande en ressources des systèmes blockchain se heurte aux ressources limitées des appareils IIoT, ce qui entraîne des contradictions non résolues et des problèmes persistants. existence manquent encore d'authentification d'identité IIoT anonymat et efficace, avec des processus de cryptage et de décryptage complexes induisant un système non surchargé La meilleure performance de la blockchain, le travail de la blockchain, l'architecture et l'architecture de l'Internet des objets. commencent à travailler sur la blockchain et la protection du public, une solution au problème de la blockchain, une solution au problème des cours boursiers et aux questions environnementales et « l'authentification » de l'IIoT de manières et sécurisées. , d'une manière qui fait la différence dans les bas et garantit l'incongruité des origines du tissu. C'est une transaction chronophage, un processus difficile à gérer dans les transactions. C'est un processus de transaction intemporel (DAG). les avantages du manioc, du sélénium et les résultats sont comparatifs. Pour les processus industriels plus contrôlés et les données sensibles et privées IIoT, cette thèse propose un schéma Un contrat intelligent qui peut vous aider dans votre activité (ABAC) C'est stable et stable, c'est un rapide. consensus et c'est une simulation, c'est un consensus, c'est un vrai problème, c'est un problème, c'est un problème, c'est un problème, c'est une demande, c'est une demande 'Algorithme Zero-Knowledge Proof (ZKP), intégrer le protocole et la preuve dans. un moyen traditionnel et sans interaction d'améliorer votre chiffrement (CP-ABE) IIoT. Combinant le système de publication-abonnement distribué IIoT (DPS-IoT) ultrasonique Hyperledger Fabric, améliore les éléments considérables et l'efficacité dans la bande passante et les environnements globaux IoT. expérience intemporelle, c'est le moment de confirmer que c'est un protocole, c'est minimiser la charge, c'est un système, c'est stocker des trucs, c'est gestuel, c'est global, c'est IIoT et ses applications C'est un voyage intemporel et un pas en avant dans l'IIoT, un pas. en avant dans la fabrication. Par conséquent, un signe de contribution, un nom de domaine de l'IIoT, une solution au problème et une robustesse pour les systèmes industriels actuels et futurs The continued advancement of the Industrial Internet of Things (IIoT) presents promising prospects and numerous opportunities for improving the operational frameworks of industrial systems. However, IIoT architectures face significant challenges, including centralized control, vulnerability to cyber attacks, privacy violations, and data accuracy issues.These challenges create significant obstacles in securing data, which is crucial for the growth of this technology. To address these issues, many researchers suggest integrating blockchain technology as a stable means to safeguard data within IIoT systems.Blockchain's features of distributed storage, decentralization, and immutability offer distinct advantages in data secure storage, identity verification, and access control. Despite these benefits, as IIoT applications diversify and data scales expand, the high resource demand of blockchain systems clashes with the limited resources of IIoT devices, leading to unresolved contradictions and persistent issues within this solution. Existing blockchain architectures still lack anonymous and efficient IIoT identity authentication, with complex encryption and decryption processes inducing excessive system overhead. To address these issues, the thesis builds on prior research to optimize blockchain performance, aiming to resolve the shortcomings and bottlenecks in current blockchain-based IIoT architectures regarding data security protection. Firstly, this thesis introduces a lightweight blockchain-enabled protocol designed for secure data storage in the dynamic IIoT environment. It incorporates bilinear mapping for system initialization, entity registration, and authentication technology to authenticate IIoT entities efficiently and securely, along with an off-chain data storage approach to ensure data integrity with reduced resource consumption.Furthermore, the thesis addresses the limitations of Hyperledger fabric systems in high availability scenarios by proposing Trie-Fabric, which enhances transaction processing through a Directed Acyclic Graph (DAG) based transaction sorting algorithm. This approach significantly reduces terminated transactions, optimizes conflict handling, and increases efficiency by more than 60% in its best case, according to comparative experimental results.To manage the increasingly sophisticated industrial processes and privacy-sensitive data generated by IIoT devices, the thesis proposes a smart contract-assisted access control scheme utilizing the Attribute-Based Access Control (ABAC) model.This scheme, supported by bloom filter components, demonstrates controlled contract execution times, stable system throughput, and a rapid consensus process in real-world simulations, making it highly capable of handling high-throughput and effective consensus even under large-scale request scenarios.Lastly, the thesis introduces the Zero-Knowledge Proof (ZKP) algorithm, which integrates a non-interactive zero-knowledge proof protocol with Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption (CP-ABE) to enhance security and efficiency in IIoT content distribution. Combined with the Distributed Publish-Subscribe IIoT (DPS-IIoT) system using Hyperledger fabric, it significantly improves bandwidth efficiency and overall throughput in IIoT environments.Through comprehensive security performance evaluations and experimental results, this research confirms the protocols' effectiveness in minimizing system overhead, improving storage reliability, and enhancing overall IIoT data management and application security. This thesis provides an in-depth examination of advanced data management protocols and systems for the IIoT, which are crucial for advancing the manufacturing sector. Consequently, this work makes a significant contribution to the field of IIoT data security, offering scalable and robust solutions for current and future industrial systems

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Gnimpieba, Zanfack David R. "Modélisation des flux logistiques : vers une plateforme d'interopérabilité des objets logistiques." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2017. http://www.theses.fr/2017AMIE0045.

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Abstract:

Ces travaux de recherche ont été réalisés dans le cadre du projet régional Com-SLoT (Communauté de Services Logistiques sur l'Internet des Objets) qui s'inscrit dans l'axe des "outils numériques pour la performance industrielle" (2013-2016). Com-SLoT vise à mettre en place une communauté de services pour la gestion des objets logistiques. Il s'agit précisément de récolter et de partager toutes les informations nécessaires à la planification, l'exécution et la coordination des flux. Le problème qui est posé dans cette thèse est la "Modélisation des flux logistiques : vers une plate-forme d'interopérabilité des objets logistiques". Le modèle de flux de marchandises que nous cherchons à modéliser a donc pour objectif et défi principal de faciliter le développement et la mise en place des systèmes de gestion collaboratives de flux de marchandises basés sur l'Internet des objets et les plateformes cloud Computing. Ce défi scientifique et technologique peut se décliner en sous objectifs comme suit : (1) Proposer un modèle générique de flux logistique centré sur l'entité logistique en tant qu'entité autonome et communicante. (2) Passer de l’échange au partage : Collecter les données sur l'entité et le flux logistique, stocker et partager ces données à l'ensemble des acteurs de la supply chain. (3) Gérer l'hétérogénéité des données et les droits d'accès pour l'interopérabilité des flux. (4) Intégrer le flux de marchandises avec les technologies de l'internet des objets et des plateformes Cloud. (5) Réaliser une vrai plateforme collaborative en mode SaaS : dans ce cadre, il est plus question d'architecture et d'intégration This research project was carried out within the framework of the regional project COM-SLoT (Community of Logistics Services on the Internet of Things). This project is in the field of "Digital tools for industrial performance". COM-SLoT aims to set up a community of services for the management of logistics workflows and related business entities. It is a matter of collecting and sharing all information necessary for the planning, the execution and the coordination of workflows. The problem to solve in this thesis is the "Modeling of logistic flows : towards a platform for business entities interoperability". The workflow model we are going to seek therefore has as main goal and challenges to facilitate the design of collaborative management of workflows, based on Internet of Things and Cloud Computing technologies. This challenge can be broken down into sub-goals as follows : (1) Propose a generic workflow model focused on the logistics entity as an autonomous and communicating entity. (2) Switching from peer to peer (PoP) data exchange to information sharing : collecting data on entities and workflows, storing and sharing to supply chain stakeholders. (3) Manage data heterogeneity and access rights to enable workflow interoperability. (4) Integrate Internet of Things technologies in the business entities. (5) Design a SaaS based collaborative platform to overcome existing architectural failures

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Dron, Wilfried. "Méthode d'estimation de la durée de vie des objets connectés." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066719.

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Abstract:

Les objets connectés sont des systèmes embarqués communicants, généralement alimentés par des sources d’énergie limitées comme des batteries. Leur durée de vie devient alors une contrainte importante qu’il est nécessaire de prendre en compte dès les premières étapes de leur conception. Dans le contexte de ces travaux de thèse, cette durée de vie est définie comme étant le temps qui s’écoule depuis le démarrage du système jusqu’à l’épuisement de sa source d’alimentation. Nous nous intéressons ici à l’estimation de cette durée de vie lors des phases de conception amont. Une étude de l’état de l’art nous a montré que les solutions d’estimation proposées par la communauté scientifique ne sont pas assez précises. Aussi, afin de remédier à ce manque de précision, nous présentons une méthode permettant d’estimer cette durée de vie dans le cas d’application des réseaux de capteurs sans fils. Cette méthode prend en considération trois aspects fondamentaux, à savoir, l’application logicielle embarquée sur le nœud de capteur, sa plateforme matérielle et la batterie qui l’alimente. Cette méthode a été implémentée sous la forme d’un environnement (framework) pour le simulateur de réseaux à évènement discret OMNeT++. Nous avons évalué la précision et les performances de simulation de notre méthode. Par ailleurs, dans le cadre d’une collaboration scientifique avec le SICS (Suède) notre méthode a été appliquée à l’étude d’un réseau de capteurs composé de 25 nœuds exploitant la plateforme matérielle T-Mote Sky, le protocole de communication 6LowPan et le système d’exploitation ContikiOS. Lors de cette étude, nous avons étendu la durée de vie du réseau de quelque mois à plus d’une année. Enfin, nous avons confronté nos résultats de simulation à des mesures expérimentales. L’erreur moyenne absolue obtenue, tous modèles confondus, est comprise entre 6,17% et 11,56% de la durée de vie totale. En comparaison, les méthodes de l’état de l’art ont une erreur d’estimation supérieure à 35%. Soulignons que tous nos résultats de simulation ont été obtenus avec des modèles établis à partir des données disponibles dans les documentations techniques et qu’aucune calibration n’a été nécessaire Connected devices are embedded electronic systems that are powered by batteries. Their lifetime is an important constraint to take into account at very early design stages. In the context of this work, the lifetime is defined as being the time elapsed from the device very first boot until its battery does not contain enough energy to supply it. Thus, in this work, we investigate lifetime estimation in early design stages. A deep state-of-the-art's study showed that existing solutions were not accurate enough to do such estimation. Therefore, we introduce an original method oriented toward lifetime estimation in order to address this limitation. Our method relies on three fundamental aspects that are the software running on the device, its hardware platform and the battery that supplies it. This method has been implemented as a framework for the OMNeT++ network simulator. We evaluate the simulation performances of our implementation as well as the precision of our method. Moreover, in the context of a scientific collaboration with the SICS (Sweden), this method has been applied to a case study that implies several TMote Sky nodes running ContikiOS with a RPL/6LowPan communication's stack. Actually, our method gave us access to useful insights. These latter were used to improve the lifetime from 4 months to more than a year. We also compare our method’s simulation results to real experiment's measures. The absolute mean error is going from 6.17% to 11.56% depending on the model. In comparison, the state-of-the-art methods/solutions lead to an error that is greater than 35% - which highlights their inaccuracies. We also need to mention that the models that we have designed in our method were built using only the technical specifications and do not require any calibration

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Derouiche, Nora. "Recherche des objets complexes dans le Web structuré." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0011.

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Abstract:

Nous assistons aujourd’hui à un développement continu et rapide du Web Structuré, dans lequel les documents (les pages Web) ne sont plus composés que du texte non structuré mais sont centrés sur les données, présentant des contenus structurés et des objets complexes. Ces pages Web sont générées le plus souvent de façon dynamique à partir d’une base de données accessible via des formulaires (Web caché), et sont organisées selon une structure régulière et prédéfinie. Les plates-formes de recherche actuelles ne permettent d’obtenir que des pages en utilisant des méthodes traditionnelles de recherche par des mots-clés, qui sont inadaptées pour interroger le Web structuré. En effet, la recherche par mots-clés est sémantiquement pauvre et ignore les liens structurels existant entre les différents contenus des objets complexes (ex. dans une page Web d’un site commercial, constituée d’une liste de livres, les entités élémentaires “titre” et “auteur” composant chaque “livre” sont présentées selon une disposition qui illustre leurs relations. De nouveaux moyens de recherche sur le Web sont donc nécessaires, pour permettre à l’utilisateur de cibler des données complexes avec une sémantique précise. L’objectif de cette thèse est de fournir des algorithmes efficaces pour l’extraction et la recherche des objets structurées (un livre, un concert de musique, etc.) de façon automatique, à l’aide de méthodes adaptées allant au-delà de la recherche par mots-clés. Nous avons proposé une approche d’interrogation du Web en deux étapes, qui permet à l’utilisateur de décrire le schéma des objets ciblés, de façon souple et précise. Les deux problématiques principales adressées sont : (1) la sélection de sources Web structurées les plus pertinentes pour un schéma fourni par l’utilisateur (c-à-d, contenant les objets, instances de ce schéma), et (2) la construction de wrappers (extracteurs) pour l’extraction des objets complexes ciblés à partir des sources sélectionnées, en exploitant la régularité des structures des pages et la sémantique des données. Notre approche est générique, dans le sens où elle nŠest pas spécifique à des sources ou des objets d’un domaine particulier. Elle a été implantée (système ObjectRunner) et testée sur des sources Web appartenant à des domaines variés. Les résultats obtenus montrent, en particulier, une pertinente élevée au niveau de la sélection de sources et un gain significatif au niveau de la qualité de l’extraction par rapport aux approches existantes We are witnessing in recent years a steady growth of the so-called structured Web, in which documents (Web pages) are no longer quasi-textual, but are data-centric, presen-ting structured content, complex objects. Such schematized pages are often generated dynamically by means of formatting templates over a database, possibly using user input via forms (hidden Web). The current Web search platforms allow only to retrieve Web pages by traditional keyword search methods, which are not adapted to query the structured Web. Indeed, keyword search is semantically poor and ignores the existing structural links between various components of complex objects (e.g., in a commercial Web site page, providing book lists, the atomic entities “title” and “author” forming each “book” are displayed in a way that illustrates their relationship. New ways of searching the Web are thus required, in order to enable users to target complex data, with a clear semantics. The main aim of this thesis is to provide effective algorithms for extracting and retrieving structured objects (e.g., a book, a music concert, etc.) automatically, using adapted methods rather going beyond the keyword search ones. We propose a two-phase querying approach of the Web, which allows users to first describe the schema of the targeted objects, in a flexible, lightweight and precise manner. The two main problems we address are : (1) the selection of the most relevant structured Web sources with respect to the schema provided by the user (i.e., containing objects, instances of this schema), and (2) the construction of wrappers for extracting the targeted complex objects from the selected sources, leveraging both the regularity of the pages and the semantics of the data. Our approach is generic, in the sense that it can be applied to any domain and schema for complex objects. It has been implemented in the ObjectRunner system, and tested extensively. The experimental results show high source-selection relevance and significant improvements over existing techniques in terms of extraction precision

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Ould, yahia Youcef. "Proposition d’un modèle de sécurité pour la protection de données personnelles dans les systèmes basés sur l’internet des objets." Electronic Thesis or Diss., Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1242.

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Abstract:

Les technologies de l'Internet des objets (IdO) et de l'externalisation des services informatiques ont conduit à l'émergence de nouvelles menace sur la vie privée des utilisateurs. Cependant, l'implémentation des moyens de sécurité traditionnels sur les équipements de l'IdO constitue un premier défi lié aux limites de capacités. D'un autre côté, la délégation du traitement et du stockage des données, nous pose le problème de confiance envers les fournisseurs de service.Dans ce contexte, nous avons proposé une solution de chiffrement qui assure une protection de données centrée sur leurs propriétaires et adaptée à l'environnement contraignant des objets connectés. Ce modèle se base sur le chiffrement par attributs avec externalisation sécurisée et la technologie de la Blockchain. Ensuite, en réponse à la problématique de la confiance et de la sélection du service, nous avons exploré les possibilités offertes par les outils de l'intelligence artificielle. Pour ce faire, nous avons proposé un modèle de filtrage collaboratif basé sur les cartes de Kohonen avec une solution pour détecter les utilisateurs non fiable Internet of Things (IoT) and IT service outsourcing technologies have led to the emergence of new threats to users' privacy. However, the implementation of traditional security measures on IoT equipment is a first challenge due to capacity limitations. On the other hand, the offloading of data processing and storage poses the problem of trust in service providers.In this context, we have proposed an encryption solution that provides owner-centric data protection adapted to the constraining environment of IoT. This model is based on attribute-based encryption with secure offloading capability and Blockchain technology. Then, in response to the issue of trust and service selection, we explored the possibilities offered by artificial intelligence tools. To do this, we proposed a collaborative filtering model based on Kohonen maps and efficient solution to detect the untrusted users

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Christophe, Benoit. "Semantic based middleware to support nomadic users in IoT-enabled smart environments." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066669.

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Abstract:

Avec le développement de l’Internet des Objets, la réalisation d’environnements composés de diverses ressources connectées (objets, capteurs, services, données, etc.) devient une réalite tangible. De plus, la place prépondérante que les smartphones prennent dans notre vie (l’utilisateur étant toujours connecté) font que ces espaces dits ‘intelligents’ ouvrent la voie au développement de nouveaux types d’applications; embarquées dans les téléphones d’utilisateurs nomades – passant d’un environnement connecté (la maison) à un autre (la salle de réunion) – et se reconfigurant dynamiquement pour utiliser les ressources de l’environnement connecté dans lequel celles-ci se trouvent. La création de telles applications va cependant de pair avec le design d’outils supportant les utilisateurs en mobilité, en particulier afin de réaliser la sélection la plus efficace possible des ressources de l’environnement dans lequel l’utilisateur se trouve. Tandis qu’une telle sélection requiert la définition de modèles permettant de décrire de façon précise les caractéristiques de ces ressources, elle doit également prendre en compte les profils et préférences utilisateurs.Enfin, l’augmentation du nombre de ressources connectées, potentiellement mobiles, requiert également le développement de processus de sélection qui “passent à l’échelle”. Des avancées dans ce champ de recherche restent encore à faire, notamment à cause d’une connaissance assez floue concernant les acteurs (ainsi que leurs interactions) définissant (i.e., prenant part à) l’éco-système qu’est un “espace intelligent”. En outre, la multiplicité de diverses ressources connectées implique des problèmes d’interopérabilité et de scalabilité qu’il est nécessaire d’adresser. Si le Web Sémantique apporte une réponse à des problèmes d’interopérabilité, il en soulève d’autres liés au passage à l’échelle. Enfin, si des modèles représentant des “espaces intelligents” ont été développé, leur formalisme ne couvre que partiellement toutes les caractéristiques des ressoures connectées. En particulier, ces modèles tendent à omettre les caractéristiques temporelles, spatiales où encore d’appartenance liées à l’éco-système dans lequel se trouvent ces ressources. S’appuyant sur mes recherches conduites au sein des Bell Labs, cette dissertation identifie les interactions entre les différents acteurs de cet éco-système et propose des représentations formelles, basées sur une sémantique, permettant de décrire ces acteurs. Cette dissertation propose également des procédures de recherche, permettant à l’utilisateur (ou ses applications) de trouver des ressources connectées en se basant sur l’analyse de leur description sémantique. En particulier, ces procédures s’appuient sur une architecture distribuée, également décrite dans cette dissertation, afin de permettre un passage à l’échelle. Ces aides à l’utilisateur sont implémentées au travers de briques intergicielles déployées dans différentes pièces d’un bâtiment, permettant de conduire des expérimentations afin de s’assurer de la validité de l’approche employée With the growth in Internet of Things, the realization of environments composed of diverse connected resources (devices, sensors, services, data, etc.) becomes a tangible reality. Together with the preponderant place that smartphones take in the daily life of users, these nascent smart spaces pave the way to the development of novel types of applications; carried by the phones of nomadic users and dynamically reconfiguring themselves to make use of such appropriate connected resources. Creating these applications however goes hand-in-hand with the design of tools supporting the nomadic users roaming in these spaces, in particular by enabling the efficient selection of resources. While such a selection calls for the design of theoretically grounded descriptions, it should also consider the profile and preferences of the users. Finally, the rise of (possibly mobile) connected resources calls for designing a scalable process underlying this selection. Progress in the field is however sluggish especially because of the ignorance of the stakeholders (and the interactions between them) composing this eco-system of “IoT-enabled smart environments”. Thus, the multiplicity of diverse connected resources entails interoperability and scalability problems. While the Semantic Web helped in solving the interoperability issue, it however emphasizes the scalability one. Thus, misreading of the ecosystem led to producing models partially covering connected resource characteristics.Revolving from our research works performed over the last 6 years, this dissertation identifies the interactions between the stakeholders of the nascent ecosystem to further propose formal representations. The dissertation further designs a framework providing search capabilities to support the selection of connected resources through a semantic analysis. In particular, the framework relies on a distributed architecture that we design in order to manage scalability issues. The framework is embodied in a VR Gateway further deployed in a set of interconnected smart places and that has been assessed by several experimentations

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Acosta, Padilla Francisco Javier. "Self-adaptation for Internet of things applications." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S094/document.

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Abstract:

L'Internet des Objets (IdO) couvre peu à peu tous les aspects de notre vie. À mesure que ces systèmes deviennent plus répandus, le besoin de gérer cette infrastructure complexe comporte plusieurs défis. En effet, beaucoup de petits appareils interconnectés fournissent maintenant plus d'un service dans plusieurs aspects de notre vie quotidienne, qui doivent être adaptés à de nouveaux contextes sans l'interruption de tels services. Cependant, ce nouveau système informatique diffère des systèmes classiques principalement sur le type, la taille physique et l'accès des nœuds. Ainsi, des méthodes typiques pour gérer la couche logicielle sur de grands systèmes distribués comme on fait traditionnellement ne peuvent pas être employées dans ce contexte. En effet, cela est dû aux capacités très différentes dans la puissance de calcul et la connectivité réseau, qui sont très contraintes pour les appareils de l'IdO. De plus, la complexité qui était auparavant gérée par des experts de plusieurs domaines, tels que les systèmes embarqués et les réseaux de capteurs sans fil (WSN), est maintenant accrue par la plus grande quantité et hétérogénéité des logiciels et du matériel des nœuds. Par conséquent, nous avons besoin de méthodes efficaces pour gérer la couche logicielle de ces systèmes, en tenant compte les ressources très limitées. Cette infrastructure matérielle sous-jacente pose de nouveaux défis dans la manière dont nous administrons la couche logicielle de ces systèmes. Ces défis peuvent entre divisés en : Intra-nœud, sur lequel nous faisons face à la mémoire limitée et à la puissance de calcul des nœuds IdO, afin de gérer les mises à jour sur ces appareils ; Inter-noeud, sur lequel une nouvelle façon de distribuer les mises à jour est nécessaire, en raison de la topologie réseau différente et le coût en énergie pour les appareils alimentés par batterie ; En effet, la puissance de calcul limitée et la durée de vie de chaque nœud combiné à la nature très distribuée de ces systèmes, ajoute de la complexité à la gestion de la couche logicielle distribuée. La reconfiguration logicielle des nœuds dans l'Internet des objets est une préoccupation majeure dans plusieurs domaines d'application. En particulier, la distribution du code pour fournir des nouvelles fonctionnalités ou mettre à jour le logiciel déjà installé afin de l'adapter aux nouvelles exigences, a un impact énorme sur la consommation d'énergie. La plupart des algorithmes actuels de diffusion du code sur l'air (OTA) sont destinés à diffuser un microprogramme complet à travers de petits fragments, et sont souvent mis en œuvre dans la couche réseau, ignorant ainsi toutes les informations de guidage de la couche applicative. Première contribution : Un moteur de modèles en temps d'exécution représentant une application de l'IdO en cours d'exécution sur les nœuds à ressources limitées. La transformation du méta-modèle Kevoree en code C pour répondre aux contraintes de mémoire spécifiques d'un dispositif IdO a été réalisée, ainsi que la proposition des outils de modélisation pour manipuler un modèle en temps d'exécution. Deuxième contribution : découplage en composants d'un système IdO ainsi qu'un algorithme de distribution de composants efficace. Le découplage en composants d'une application dans le contexte de l'IdO facilite sa représentation sur le modèle en temps d'exécution, alors qu'il fournit un moyen de changer facilement son comportement en ajoutant/supprimant des composants et de modifier leurs paramètres. En outre, un mécanisme pour distribuer ces composants en utilisant un nouvel algorithme appelé Calpulli est proposé The Internet of Things (IoT) is covering little by little every aspect on our lives. As these systems become more pervasive, the need of managing this complex infrastructure comes with several challenges. Indeed, plenty of small interconnected devices are now providing more than a service in several aspects of our everyday life, which need to be adapted to new contexts without the interruption of such services. However, this new computing system differs from classical Internet systems mainly on the type, physical size and access of the nodes. Thus, typical methods to manage the distributed software layer on large distributed systems as usual cannot be employed on this context. Indeed, this is due to the very different capacities on computing power and network connectivity, which are very constrained for IoT devices. Moreover, the complexity which was before managed by experts on several fields, such as embedded systems and Wireless Sensor Networks (WSN), is now increased by the larger quantity and heterogeneity of the node’s software and hardware. Therefore, we need efficient methods to manage the software layer of these systems, taking into account the very limited resources. This underlying hardware infrastructure raises new challenges in the way we administrate the software layer of these systems. These challenges can be divided into: intra-node, on which we face the limited memory and CPU of IoT nodes, in order to manage the software layer and ; inter-node, on which a new way to distribute the updates is needed, due to the different network topology and cost in energy for battery powered devices. Indeed, the limited computing power and battery life of each node combined with the very distributed nature of these systems, greatly adds complexity to the distributed software layer management. Software reconfiguration of nodes in the Internet of Things is a major concern for various application fields. In particular, distributing the code of updated or new software features to their final node destination in order to adapt it to new requirements, has a huge impact on energy consumption. Most current algorithms for disseminating code over the air (OTA) are meant to disseminate a complete firmware through small chunks and are often implemented at the network layer, thus ignoring all guiding information from the application layer. First contribution: A models@runtime engine able to represent an IoT running application on resource constrained nodes. The transformation of the Kevoree meta-model into C code to meet the specific memory constraints of an IoT device was performed, as well as the proposition of modelling tools to manipulate a model@runtime. Second contribution: Component decoupling of an IoT system as well as an efficient component distribution algorithm. Components decoupling of an application in the context of the IoT facilitates its representation on the model@runtime, while it provides a way to easily change its behaviour by adding/removing components and changing their parameters. In addition, a mechanism to distribute such components using a new algorithm, called Calpulli is proposed

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Suri, Kunal. "Modeling the internet of things in configurable process models." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLL005/document.

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Abstract:

Un nombre croissant d’entreprises internationales ont adopté les systèmes d'information centrés-processus pour profiter des avantages de l'utilisation de processus rationalisés basés sur des modèles prédéfinis, également appelés modèles de processus métier. Cependant, l'environnement commercial dynamique actuel exige de la flexibilité et la réutilisation systématique des processus métier, qui se manifeste par l'utilisation de modèles de processus configurables (CPM). Ceci évite le développement de processus à partir de zéro, qui est à la fois une démarche fastidieuse et sujette à de nombreuses erreurs, et facilite le partage d'une famille de variantes de processus métier pouvant être personnalisées en fonction d'exigences métier concrètes. Par ailleurs, l'adoption des ressources de l'Internet des objets (IoT) dans les processus d'entreprise inter-organisationnels est également en croissante constante. Cependant, ces ressources IoT doivent être utilisées efficacement. Ces dispositifs IoT sont hétérogènes en raison de leurs propriétés et de leurs fabricants (normes propriétaires), ce qui pose des problèmes d’interopérabilité. De plus, étant limitées, elles doivent être allouées (et consommées) en gardant à l'esprit des contraintes, tels que le coût énergétique, le coût de calcul, etc. pour éviter les pannes pendant leurs consommations par les processus. Il est donc essentiel de modéliser explicitement la perspective des ressources IoT dans les modèles de processus métiers lors de la phase de conception. Dans la littérature, divers travaux de recherche dans le domaine de gestion des processus métier (BPM) sont généralement axés sur la perspective du flux de contrôle. Bien qu'il existe certaines approches axées sur la perspective des ressources, elles sont généralement dédiées à la perspective des ressources humaines. Ainsi, les travaux sur l'intégration de la perspective des ressources IoT dans les processus métier sont limités pour résoudre des problèmes liés à l'hétérogénéité. De même, dans le contexte des CPM, il n’existe aucune prise en charge de la configuration permettant de modéliser la variabilité des ressources IoT au niveau des CPM. Cette variabilité résulte des fonctionnalités spécifiques aux ressources IoT, telles que la possibilité de partage, et réplication, qui sont pertinentes dans le contexte des processus métier. Dans cette thèse, nous abordons les limitations susmentionnées en proposant une approche pour intégrer la perspective IoT dans le domaine du BPM et soutenir le développement de CPM. Ce travail propose les contributions suivantes: (1) il fournit une description formelle de la perspective des ressources IoT, et de ses relations avec le domaine BPM à l'aide de la technologie sémantique, et (2) il fournit de nouveaux concepts pour permettre l'allocation de ressources IoT configurables dans les CPM. Pour valider notre approche et démontrer sa faisabilité, nous procédons comme suit: (1) implémenter des outils preuve de concept qui soutiennent le développement de processus métier et de modèles de processus configurables conscient des IoT, et (2) réaliser des expérimentations sur des jeux de données de modèles de processus qui démontrent l’efficacité de notre approche et affirment sa faisabilité On the one hand, a growing number of multi-national organizations have embraced the Process-Aware Information Systems (PAIS) to reap the benefits of using streamlined processes that are based on predefined models, also called as Business Process (BP) models. However, today's dynamic business environment demands flexibility and systematic reuse of BPs, which is provided by the use of Configurable Process Models (CPMs). It avoids the development of processes from scratch, which is both time-consuming and error-prone, and facilitates the sharing of a family of BP variants that can be customized based on concrete business requirements. On the other hand, the adoption of the Internet of Things (IoT) resources in various cross-organizational BPs is also on a rise. However, to attain the desired business value, these IoT resources must be used efficiently. These IoT devices are heterogeneous due to their diverse properties and manufactures (proprietary standards), which leads to issues related to interoperability. Further, being resource-constrained, they need to be allocated (and consumed) keeping in the mind relevant constraints such as energy cost, computation cost, to avoid failures during the time of their consumption in the processes. Thus, it is essential to explicitly model the IoT resource perspective in the BP models during the process design phase. In the literature, various research works in Business Process Management (BPM) domain are usually focused on the control-flow perspective. While there do exist some approaches that focus on the resource perspective, they are typically dedicated to the human resource perspective. Thus, there is limited work on integrating the IoT resource perspective into BPs, without any focus on solving issues related to heterogeneity in IoT domain. Likewise, in the context of CPMs, there is no configuration support to model IoT resource variability at the CPM level. This variability is a result of specific IoT resource features such as Shareability and Replication that is relevant in the context of BPs. In this thesis, we address the aforementioned limitations by proposing an approach to integrate IoT perspective in the BPM domain and to support the development of IoT-Aware CPMs. This work contributes in the following manner: (1) it provides a formal description of the IoT resource perspective and its relationships with the BPM domain using semantic technology and (2) it provides novel concepts to enable configurable IoT resource allocation in CPMs. To validate our approach and to show its feasibility, we do the following: (1) implement proof of concept tools that assist in the development of IoT-aware BPs and IoT-aware CPMs and (2) perform experiments on the process model datasets. The experimentation results show the effectiveness of our approach and affirm its feasibility

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Vallois, Valentin. "Securing industrial internet of things architectures through Blockchain." Electronic Thesis or Diss., Université Paris Cité, 2022. http://www.theses.fr/2022UNIP7335.

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Abstract:

Cela fait dix ans que la technologie blockchain a été créée. Cet amalgame de cryptographie et d'application peer to peer apporte de nombreuses innovations et services de sécurité au-delà des services financiers aux systèmes d'information ordinaires et offre de nouveaux cas d'utilisation pour les applications distribuées dans le contexte industriel. Pendant ce temps,l'IoT est devenu proéminent dans l'industrie comme la future révolution industrielle apportant de nouvelles applications mais ouvrant la voie à des vulnérabilités de sécurité. Au cours de cette thèse, nous avons exploré les principaux problèmes auxquels est confronté l'Internet des objets. Nous avons étudié comment les fournisseurs de plates-formes IIOT abordent ces défis en comparant les mesures qu'ils ont mises en oeuvre avec les recommandations de l'UIT en utilisant le processus analytique hiérarchique (AHP). Cette étude nous a permis d'identifier les domaines d'amélioration et les cas d'utilisation de la blockchain. La gestion des identités est un problème récurrent dans la littérature IIoT, nous proposons une approche de gestion des identités pour les systèmes distribués assistés par blockchain afin de garantir l'unicité des identités et l'intégrité de l'annuaire. Sur la base de ce travail, nous avons développé un système de distribution et de validation des mises à jour de micrologiciel sécurisé par blockchain et l'algorithme de machine learning Locality sensitive hashing (LSH) It's been ten years since blockchain technology was created. This amalgam of cryptography and peer-to-peer application brings many innovations and securities services beyond financial services to regular information systems and offers new use cases for distributed applications in industrial context. Meanwhile, IoT became prominent in the industry as the future industrial revolution, bringing new applications but paving the way for security vulnerabilities. During this thesis, we explored the main issues facing the Internet of Things. We studied how IIoT platform providers address these challenges by comparing the measures they have implemented with the ITU recommendations using the Analytic Hierarchical Process (AHP). This study allowed us to identify areas of improvement and use cases for the blockchain. Identity management is a recurring problem in the IIoT literature, and we propose an identity management approach for distributed systems assisted by blockchain to guarantee the uniqueness of identities and the integrity of the directory. From this work, we have developed a blockchain-secured firmware update distribution and validation system using the machine learning algorithm Locality Sensitive Hashing (LSH)

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Cherrier, Sylvain. "Architecture et protocoles applicatifs pour la chorégraphie de services dans l'Internet des objets." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1078/document.

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Abstract:

Les défis que l'Internet des objets posent sont à la mesure des transformations que cette technologie est susceptible d'entraîner dans notre rapport quotidien à notre environnement. Nos propres objets, et des milliards d'autres, disposeront de capacités de traitement des données et de connexion au réseau, certes limitées mais effectives. Alors, ces objets se doteront d'une dimension numérique, et deviendront accessibles d'un façon tout à fait nouvelle. Ce n'est pas seulement la promesse d'un accès original à l'objet, mais bel et bien l'avènement d'une nouvelle perception et interaction avec ce qui nous entoure. Les applications de l'Informatique ubiquitaire utiliseront majoritairement les interactions entre objets, et la somme de leurs actions/réactions offrira une véritable valeur ajoutée. Mais l'hétérogénéité des composants matériels et des réseaux empruntés freine considérablement l'essor de l'Internet des objets. L'objectif de cette thèse est de proposer une solution effective et le cadre nécessaire à la construction de telles applications. Après avoir montré la pertinence des solutions chorégraphiées et quantifié le gain acquis sur des structures de communication arborescentes, nous présenterons D-LITe, notre framework, qui appréhende chaque objet comme étant fournisseur de services. Grâce à son approche REST assurant l'interopérabilité dans l'assortiment des composants et réseaux de l'Internet des objets, le framework D-LITe, hébergé par chaque objet (et adapté à ses contraintes), fournit un contrôle distant, aussi bien pour sa reprogrammation dynamique que les échanges avec ses partenaires. Nous poursuivrons en présentant SALT, le langage de programmation compris par D-LITe, basé sur les transducteurs à états fini. Outre son expressivité étendue aux particularités du domaine, SALT accorde un accès aux fonctionnalités de l'objet au travers d'une couche d'abstraction matérielle. Enfin, profitant de la standardisation offerte par D-LITe pour la programmation de chaque composant en particulier, une solution de composition, BeC3, va offrir un moyen efficace pour construire une application complète par assemblage des comportement distribués, tout en respectant la cohérence des interactions entre objets, par l'intermédiaire d'une abstraction des échanges et de leur modélisation. Aussi sommes-nous, par la résolution des problématiques rencontrées à chacun des différents niveaux, capables de présenter une solution simple, cohérente et fonctionnelle à même de bâtir réellement et efficacement des applications robustes pour l'Internet des objets The challenges which the Internet of objects put are for the measure of the transformations which this technology may pull in our daily report to our environment. Our own objects, and billions of others, will have processing capacities of the data and connection to the network, certainly limited but effective. Then, these objects will be equipped with a digital dimension, and will become accessible in a completely new way. It is not only the promise of an original access to the object, but well and truly the succession of a new perception and an interaction with what what surrounds us. The applications of the ubiquitaire Computing will use mainly the interactions between objects, and the sum of their actions / reactions will offer a real added value

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Derouiche, Nora. "Recherche des objets complexes dans le Web structuré." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00982406.

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Abstract:

Nous assistons aujourd'hui à un développement continu et rapide du Web Structuré, dans lequel les documents (les pages Web) ne sont plus composés que du texte non structuré mais sont centrés sur les données, présentant des contenus structurés et des objets complexes. Ces pages Web sont générées le plus souvent de façon dynamique à partir d'une base de données accessible via des formulaires (Web caché), et sont organisées selon une structure régulière et prédéfinie. Les plates-formes de recherche actuelles ne permettent d'obtenir que des pages en utilisant des méthodes traditionnelles de recherche par des mots-clés, qui sont inadaptées pour interroger le Web structuré. En effet, la recherche par mots-clés est sémantiquement pauvre et ignore les liens structurels existant entre les différents contenus des objets complexes (ex. dans une page Web d'un site commercial, constituée d'une liste de livres, les entités élémentaires "titre" et "auteur" composant chaque "livre" sont présentées selon une disposition qui illustre leurs relations. De nouveaux moyens de recherche sur le Web sont donc nécessaires, pour permettre à l'utilisateur de cibler des données complexes avec une sémantique précise. L'objectif de cette thèse est de fournir des algorithmes efficaces pour l'extraction et la recherche des objets structurées (un livre, un concert de musique, etc.) de façon automatique, à l'aide de méthodes adaptées allant au-delà de la recherche par mots-clés. Nous avons proposé une approche d'interrogation du Web en deux étapes, qui permet à l'utilisateur de décrire le schéma des objets ciblés, de façon souple et précise. Les deux problématiques principales adressées sont : (1) la sélection de sources Web structurées les plus pertinentes pour un schéma fourni par l'utilisateur (c-à-d, contenant les objets, instances de ce schéma), et (2) la construction de wrappers (extracteurs) pour l'extraction des objets complexes ciblés à partir des sources sélectionnées, en exploitant la régularité des structures des pages et la sémantique des données. Notre approche est générique, dans le sens où elle nŠest pas spécifique à des sources ou des objets d'un domaine particulier. Elle a été implantée (système ObjectRunner) et testée sur des sources Web appartenant à des domaines variés. Les résultats obtenus montrent, en particulier, une pertinente élevée au niveau de la sélection de sources et un gain significatif au niveau de la qualité de l'extraction par rapport aux approches existantes.

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Djemai, Tanissia. "Placement optimisé de services dans les architectures fog computing et internet of things sous contraintes d'énergie, de QoS et de mobilité." Thesis, Toulouse 3, 2021. http://www.theses.fr/2021TOU30019.

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Abstract:

L'avènement de l'Internet of Things (IoT) soulève diverses problématiques, tant au niveau du développement que du déploiement des applications IoT dans les infrastructures de calculs. Par ailleurs, l'infrastructure de calcul la plus répandue de nos jours est celle du Cloud Computing reposant sur des centres de données centralisés communicants entre eux et avec les utilisateurs par le biais d'équipements réseau monolithiques et peu flexibles. L'importance de revoir ce schéma a été mise en avant dans le but de faire face aux défis d'un environnement IoT, hétérogène, mobile et générant une grande quantité de données exigeant des temps de traitements quasi-instantanés. Le modèle classique de l'IoT amenant les objets IoT à envoyer des informations via leurs passerelles au Cloud, qui ensuite fournit les services aux applications trouve des extensions dans l'approche Fog ou Edge permettant de rapprocher les services des usagers en s'appuyant notamment sur des équipements de calcul et de communication intermédiaires entre les utilisateurs et les centres de données. L'architecture Fog Computing est considérée comme étant l'un des schémas permettant d'exploiter la capacité de calcul et de stockage de l'infrastructure réseau en plus de celle du Cloud pour le déploiement des services IoT au plus près des objets IoT. Cependant, les équipements réseau sont hétérogènes et à faible capacité de calcul, ils couvrent une large zone géographique et doivent faire face à la mobilité des utilisateurs IoT. Tout ceci complexifie le problème du placement et de l'ordonnancement des services dans le but d'optimiser divers paramètres tels que l'énergie consommée, les différents coûts liés au placement et l'amélioration de la qualité de service des applications. L'objectif de notre thèse est de proposer des stratégies de placement de services IoT dans une architecture Fog tout en prenant en compte la nature dynamique de l'environnement apportée par la mobilité des objets IoT, le coût énergétique des infrastructures de calcul et les exigences en qualité de service des applications déployées The advent of the Internet of Things (IoT) raises various issues, both in terms of the development and deployment of IoT applications in computing infrastructures. Cloud Computing is the most widespread computing infrastructure today. It is based on data centers that communicate with each other and with users via monolithic, inflexible network equipments. The importance of revising this schema has been highlighted in order to meet the challenges of an IoT environment that is heterogeneous, mobile and generates a large amount of data that requires rapid processing. The classic IoT model, in which IoT objects send information via their gateways to the Cloud, which then provides services to the applications, finds extensions in the Fog or Edge approach, which enables services to be brought closer to users by relying on intermediate computing and communication equipments between users and data centers. The Fog Computing architecture allows exploiting the computing and storage! capacities of the network infrastructure, in addition to that of the Cloud, for the deployment of IoT services and thus extending and bringing services closer to IoT objects. However, network equipments are heterogeneous and with low computing capacity, they cover a large geographical area and must cope with the mobility of IoT users. All this adds complexity to the problem of service placement and scheduling in order to optimize various parameters such as energy consumption, different costs related to placement and improving the applications quality of service requirements. The objective of our thesis is to propose IoT service placement strategies in a Fog infrastructure while taking into account the dynamic nature of the environment brought by user mobility, the energy cost of computing infrastructures and the QoS requirements of deployed applications

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Baqa, Hamza. "Realization of trust by a semantic self-adaptation in the Internet of Things." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAS004.

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Abstract:

Cette dernière décennie a connu un engouement important pour les communications sans fil. En plus de l’utilisation croissante des smartphones et des tablettes, l’explosion du nombre d’équipements connectés a contribué à l’émergence de l’Internet des Objets (ou IoT). C’est dans cette perspective, que la confiance, dans le domaine de l’IoT, est devenue un facteur vital afin de fournir un service fiable/stable, sans intervention humaine, tout en réduisant les risques liés à la prise de décision autonome. Cependant, la présence d'objets physiques, des modules logiciels et d'êtres humains dans un même environnement (IoT) a introduit de nouvelles préoccupations pour l'évaluation de la confiance. Par conséquent, un grand nombre de problèmes liés à la confiance n'ont pas encore été résolus. Cela est principalement dû à l'ambiguïté du concept de confiance et de la diversité des indicateurs de confiance (ou TIs), des modèles et des mécanismes de gestion dans les différents scénarios IoT. Dans cette thèse, mon objectif est donc de fournir une évaluation de confiance efficace et pratique pour tout écosystème IoT. Afin d’atteindre ce résultat, le premier objectif consiste à renforcer le concept de confiance générique et le modèle conceptuel de la confiance. Cela va permettre de comprendre la confiance au sens plus large, les différents facteurs/indicateurs qu’elle influence dans un contexte IoT. Le deuxième objectif est de proposer une modélisation de la confiance dans un environnement IoT, appelé REK: (Reputation Experience Knowledge), composé de trois axes : Réputation, expérience et connaissances. Cette modélisation couvre les aspects multidimensionnels de la confiance en combinant les observations, expérience utilisateur et opinions globales. La connaissance est considérée comme étant « confiance directe », elle permet à un fiduciant de comprendre le fiduciaire selon les scénarios. Elle est obtenue en se basant sur les informations disponibles sur les différentes caractéristiques du fiduciant, de l'environnement et des perspectives du fiduciaire. L’expérience et la réputation proviennent des caractéristiques sociales. Elles sont extraites des interactions précédentes entre les différentes entités d’un système IoT. Les modèles mathématiques et les mécanismes de calcul pour Expérience et Réputation sont également proposés. Pour ce faire, on s’est inspiré du Google PageRank pour la classification et des comportements sociologiques des humains dans le monde réel. Les objets IoT peuvent vivre dans différents “domaines » et « contexte » dans leur cycle de vie. C’est pour cette raison, que les informations générées par ces objets peuvent être gérées/manipulées par plusieurs/diverses parties prenantes avec différents rôles, des informations et fonctionnalités avec différents niveaux d’accès, dans des écosystèmes avec différents niveaux de confiance et politique de sécurité. Dans ce sens, le troisième objectif de cette thèse est donc de proposer une nouvelle approche basée sur la BlockChain pour le partage de données IoT, appelée Semantic Smart Contract (SSC). Cette approche a pour but de tirer pleinement profit des dispositions offertes par la blockchain et la sémantique. La faisabilité et l'efficacité du modèle REK, basées sur l'indicateur de confiance proposé, ainsi que les mécanismes de partage de confiance associés sont prouvées non seulement par une analyse théorique, mais également par des applications concrètes issues du monde réel et qui sont déployées dans deux projets européens Wise-IoT et SMESEC In the blooming era of the Internet of Things (IoT), trust has become a vital factor for provisioning reliable smart services without human intervention by reducing risk in autonomous decision making. However, the merging of physical objects, cyber components and humans in the IoT infrastructure has introduced new concerns for the evaluation of trust. Consequently, a large number of trust-related challenges have been unsolved yet due to the ambiguity of the concept of trust and the variety of divergent trust indicators, models and management mechanisms in different IoT scenarios. In this PhD thesis, my ultimate goal is to propose an efficient and practical trust evaluation for any IoT ecosystems. To achieve this goal, the first important objective is to augment the generic trust concept and conceptual model of trust in order to come up with a comprehensive understanding of trust, influencing factor and relevant Trust Indicators (TI) in the context of IoT. Following the catalyst, as the second objective, a trust model called REK comprised of the triad Reputation, Experience and Knowledge TIs is proposed which covers multi-dimensional aspects of trust by incorporating heterogeneous information from direct observation, personal experiences to global opinions. Knowledge TI is as “direct trust” rendering a trustor’s understanding of a trustee in respective scenarios that can be obtained based on limited available information about characteristics of the trustee, environment and the trustor’s perspective using a variety of techniques. Experience and Reputation TIs are originated from social features and extracted based on previous interactions among entities in IoT. The mathematical models and calculation mechanisms for the Experience and Reputation TIs also proposed leveraging sociological behaviours of humans in the real-world; and being inspired by the Google PageRank in the web-ranking area, respectively. Things are expected to live in different “domains” and “contexts” during their lifetime. Information generated/associated with Things should be manageable by multiple, diverse stakeholders with different roles, information and functionalities with many access levels, ecosystems with different trust level and security primitives. In that sense, as third objective of this thesis, a novel blockchain-enhanced IoT data-sharing framework named Semantic Smart Contract (SSC) is proposed taking full advantage of the provisions offered by the blockchain and semantics.The feasibility and effectiveness of the REK model, based on the proposed trust indicator, and associated Trust sharing mechanisms are proved not only by the theoretical analysis but also by real-world applications deployed in our Wise-IoT and SMESEC EU projects

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Dissertations / Theses on the topic 'Internet des objets – Informatique'

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