Academic literature on the topic 'Systèmes de détection d'intrusion (Sécurité informatique)'

Cette thèse vise à contribuer à l'amélioration des méthodes d'évaluation des systèmes de détection d'intrusion (en anglais, Intrusion Detection Systems ou IDS). Ce travail est motivé par deux problèmes actuels : tout d'abord, l'augmentation du nombre et de la complexité des attaques que l'on observe aujourd'hui nécessite de faire évoluer les IDS pour leur permettre de les détecter. Deuxièmement, les IDS actuels génèrent de trop fréquentes fausses alertes, ce qui les rend inefficaces voir inutiles. Des moyens de test et d'évaluation sont nécessaires pour déterminer la qualité de détection des IDS et de leurs algorithmes de détection. Malheureusement, il n'existe pas actuellement de méthode d'évaluation satisfaisante. En effet, les méthodes employées jusqu'ici présentent trois défauts majeurs : 1) une absence de méthodologie rigoureuse, 2) l'utilisation de données de test non représentatives, et 3) l'utilisation de métriques incorrectes. Partant de ce constat, nous proposons une démarche rigoureuse couvrant l'ensemble de l'évaluation des IDS. Premièrement, nous proposons une méthodologie d'évaluation qui permet d'organiser l'ensemble du processus d'évaluation. Deuxièmement, afin d'obtenir des données de test représentatives, nous avons défini une classification des types d'attaques en fonction des moyens de détection utilisés par les IDS. Cela permet non seulement de choisir les attaques à inclure dans les données de test mais aussi d'analyser les résultats de l'évaluation selon les types d'attaques plutôt que sur chaque attaque individuellement. Troisièmement, nous avons analysé un grand nombre d'attaques réelles et de " maliciels " connus, tels que les virus et les vers. Grâce à cette analyse, nous avons pu construire un modèle générique de processus d'attaques qui met en évidence la dynamique des activités d'attaque. Ce modèle permet de générer un nombre important de scénarios d'attaques à la fois réalistes et variés. Les méthodes proposées ont été expérimentées su r deux systèmes de détection d'intrusion très différents, pour montrer la généralité de notre démarche. Les résultats montrent que l'approche proposée permet de surmonter les deux défauts principaux des évaluations existantes, à savoir l'absence de méthodologie et l'utilisation de données non représentatives. Elle permet en particulier de mieux gérer le processus d'évaluation et de choisir les cas de test pertinents pour les types d'IDS et les objectifs de l'évaluation, tout en couvrant une large partie de l'espace d'attaques.

Cette thèse vise à contribuer à l'amélioration des méthodes d'évaluation des systèmes de détection d'intrusions (en anglais, Intrusion Detection Systems ou IDS). Ce travail est motivé par deux problèmes actuels : tout d'abord, l'augmentation du nombre et de la complexité des attaques que l'on observe aujourd'hui nécessite de faire évoluer les IDS pour leur permettre de les détecter. Deuxièmement, les IDS actuels génèrent de trop fréquentes fausses alertes, ce qui les rend inefficaces, voir inutiles. Des moyens de test et d'évaluation sont donc nécessaires pour déterminer la qualité de détection des IDS et de leurs algorithmes de détection. Malheureusement, aucune méthode d'évaluation satisfaisante n'existe de nos jours. En effet, les méthodes employées jusqu'ici présentent trois défauts majeurs : 1) une absence de méthodologie rigoureuse d'évaluation, 2) l'utilisation de données de test non représentatives, et 3) l'utilisation de métriques incorrectes. Partant de ce constat, nous proposons une démarche rigoureuse couvrant l'ensemble des étapes de l'évaluation des IDS. Premièrement, nous proposons une méthodologie d'évaluation qui permet d'organiser l'ensemble du processus d'évaluation. Deuxièmement, afin d'obtenir des données de test représentatives, nous avons défini une classification des types d'attaques en fonction des moyens de détection utilisés par les IDS. Cela permet non seulement de choisir les attaques à inclure dans les données de test, mais aussi d'analyser les résultats de l'évaluation selon les types d'attaques plutôt que pour chaque attaque individuellement. Troisièmement, nous avons analysé un grand nombre d'attaques réelles et de programmes malveillants (communément appelés maliciels) connus, tels que les virus et les vers. Grâce à cette analyse, nous avons pu construire un modèle générique de processus d'attaques qui met en évidence la dynamique des activités d'attaque. Ce modèle permet de générer un nombre important de scénarios d'attaques, qui soient le plus possible représentatifs et variés. Pour montrer la faisabilité de notre approche, nous avons appliqué expérimentalement les étapes de notre démarche à deux systèmes différents de détection d'intrusions. .
This thesis contributes to the improvement of intrusion detection system (IDS) evaluation. The work is motivated by two problems. First, the observed increase in the number and the complexity of attacks requires that IDSes evolve to stay capable of detecting new attack variations efficiently. Second, the large number of false alarms that are generated by current IDSes renders them ineffective or even useless. Test and evaluation mechanisms are necessary to determine the quality of detection of IDSes or of their detection algorithms. Unfortunately, there is currently no IDS evaluation method that would be unbiased and scientifically rigorous. During our study, we have noticed that current IDS evaluations suffer from three major weaknesses: 1) the lack of a rigorous methodology; 2) the use of non-representative test datasets; and 3) the use of incorrect metrics. From this perspective, we have introduced a rigorous approach covering most aspects of IDS evaluation. In the first place, we propose an evaluation methodology that allows carrying out the evaluation process in a systematic way. Secondly, in order to create representative test datasets, we have characterized attacks by classifying attack activities with respect to IDS-relevant manifestations or features. This allows not only to select attacks that will be included in the evaluation dataset but also to analyze the evaluation result with respect to attack classes rather than individual attack instances. Third, we have analyzed a large number of attack incidents and malware samples, such as viruses and worms. Thanks to this analysis, we built a model for the attack process that exhibits the dynamics of attack activities. This model allows us to generate a large number of realistic and diverse attack scenarios. The proposed methods have been experimented on two very different IDSes to show how general is our approach. The results show that the proposed approach allows overcoming the two main weaknesses of existing evaluations, i. E. , the lack of a rigorous methodology and the use of non-representative datasets. .

Cette thèse porte sur la sécurité des communications sans fil, appliquée aux équipementstels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, ou les objets communicants relevant de l’internet des objets.Aujourd’hui, les communications sans fil sont réalisées à l’aide de composants intégrés (modem), qui peuvent eux-même être la cible d’attaques. Effectivement, ces modem peuvent contenir des logiciels, au code fermé, qui sont peu audités et peuvent recéler des vulnérabilités. Au cours de cette thèse, nous avons poursuivi deux approches complémentaires qui visent à adresser le problème de la sécurité des modem sans fil. La première consiste à détecter les attaques pour mitiger les risques posés par les vulnérabilité ; la seconde àsavoir identifier et à corriger ces vulnérabilités afin d’éliminer les risques. Les modem sans fil posent des contraintes particulières pour les systèmes de détection d’intrusion (IDS). De fait, si le modem risque d’être compromis, le système d’exploitation (OS) ne peut pas faire confiance aux informations qu’il remonte : le modem n’est pas fiable. Il est ainsi délicat de détecter des attaques sans fil depuis l’OS, car il ne dispose d’aucune source d’information fiable sur laquelle baser cette détection. Dans ce contexte, il est préférable de réaliser la détection d’intrusion au niveau du réseau, en capturant directement les signaux échangés sans fil. Cependant, il n’est pastoujours simple de récupérer les signaux qui nous intéressent. Aujourd’hui, les équipements supportent une multitude de normes de communication différentes. Cette hétérogénéité représente un défi pour les solutions de capture. De plus, certains protocoles se prêtent malà une capture passive de leurs échanges, et sont parfois même spécifiquement conçus pour l’empêcher. Enfin, les données sont généralement chiffrées, ce qui constitue un obstacle supplémentaire pour les IDS. Les radio logicielles peuvent répondre en partie aux défis posés par cette diversité. Elles se composent d’une partie matérielle, mais surtout de logiciel, qui peut être adapté pourrecevoir des signaux de n’importe quel standard - dans les limites du matériel. Dans cette thèse, nous présentons une radio-logicielle spécialement concue pour permettre la capture et l’analyse d’une bande de fréquence donnée, afin d’identifier et d’étiqueter les signaux présents. Il s’agit d’une brique élémentaire pour construire des systèmes de détection d’intrusion sans-fil. Par ailleurs, les radio-logicielles traitent les signaux au niveau de leur représentation physique. Cela leur permet de collecter des informations supplémentaires, qui n’auraient pas été accessibles si on avait utilisé un modem conventionnel pour capturer les signaux. Dans cette thèse, nous décrivons des méthodes permettant d’identifier le modèle d’un appareil Bluetooth en analysant la représentation physique des paquets qu’il transmet.Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons analysé les micrologiciels de plusieurs modem Bluetooth, afin d’identifier des vulnérabilités permettant d’en prendre le contrôle à distance. Cela nous a permis de découvrir plusieurs vulnérabilités exploitables dans desmodem très largement utilisés. Dans un second temps, nous avons développé un modem Bluetooth libre et open-source qui permet d’interagir avec de véritables modem pour faciliter la recherche et développement sur leur sécurité
This thesis focuses on the security of wireless communications, as used on devices such as mobile phones, laptops, or connected devices that make up the Internet of Things. Nowadays, wireless communications are carried out using integrated components (modem), which can themselves be the target of attacks. Indeed, these modems contain Closed Source software, that are poorly audited, and may have flaws. During this thesis, we pursued two complementary approaches that aim to address the problem of wireless modems security. The first is to detect attacks in order to mitigate the risks posed by vulnerabilities ; the second is to identify and correct these vulnerabilities in order to eliminate the risks. Wireless modems pose particular constraints for Intrusion Detection Systems (IDS). In fact, if the modem is at risk of being compromised, the operating system (OS) cannot trust the information it is sending back : the modem is unreliable. This makes it difficult to detect wireless attacks from the OS, as it has no reliable source of information on whichto base detection. In this context, it is preferable to perform intrusion detection at the network level, by directly capturing the signals exchanged wirelessly. However, it is not always easy to recover the signals of interest. Today’s equipment supports a multitude of different communication standards. This heterogeneity represents a challenge for capture solutions. In addition, some protocols do not lend themselves well to passive capture of their exchanges, and are sometimes even specifically designed to prevent it. Finally, data is usually encrypted, which is an additional obstacle for intrusion detection systems. Software Defined Radio (SDR) can partly meet the challenges posed by this diversity. They consist of a hardware part, but above all of software, which can be adapted to receive signals of any standard - within the limits of the material. In this thesis, we present a SDR specifically designed to allow the capture and analysis of a given frequency band, in order to identify and label the signals present. It is an elementary building block for building wireless intrusion detection systems. In addition, software radio processes signals in terms of their physical representation. This allows them to collect additional information, which would not have been accessible if a conventional modem had been used to capture the signals. In this thesis, we describe methods to identify the model of a Bluetooth device by analysing the physical representation of the packets it transmits. In the second part of this thesis, we analysed the firmware of several Bluetooth modems, in order to identify vulnerabilities that would allow remote control. This allowed us to discover several exploitable vulnerabilities in widely used modems. Finally, we developeda free and open-source Bluetooth modem that allows interaction with real-world modems to facilitate research and development on their security

Ce mémoire présente un langage déclaratif de description de scénarios et de modèles d’attaques, ainsi qu’un moteur de détection qui lui est associé. Le langage s’inspire fortement de l’état de l’art dans le domaine des IDS (système de détection d’intrusions) et il s’approprie les qualités de plusieurs de ses références telles que LTL, Snort, Lambda, ou Chronicle. Il représente aussi une évolution majeure de la première version introduite dans un précédent travail, dans le sens où nous avons introduit de nouveaux opérateurs, nous avons associé une sémantique formelle au langage, ainsi qu’un système de règles de réécriture permettant le calcul d’une forme normale ; nous offrons aussi la possibilité de définir des modèles d’attaques. Les modèles étant différents des scénarios, le comportement du moteur de détection a été enrichi, augmentant l’expressivité du langage par rapport à sa version initiale.

L’aviation civile moderne dépend de plus en plus sur l’interconnexion de tous les acteurs qu’il soit avionneur, équipementier, contrôleur aérien, pilote, membre d’équipage ou compagnie aérienne. Ces dernières années, de nombreux travaux ont été réalisés dans le but de proposer des méthodes pour simplifier la tache des pilotes, de mieux contrôler et optimiser l’espace aérien, de faciliter la gestion des vols par les compagnies aériennes et d’optimiser les taches de maintenance entre les vols. De plus, les compagnies aériennes cherchent non seulement a offrir a ses passagers, de plus en plus exigeants, des services de divertissements, de messagerie et de navigation sur le Web mais également des services de connexion a Internet pour leurs propres appareils. Cette omniprésence de connectivité dans le domaine aéronautique a ouvert la voie a un nouvel ensemble de cyber-menaces. L’industrie doit donc être en mesure de déployer des mécanismes de sécurité qui permettent d’offrir les mêmes garanties que la sûreté de fonctionnement tout en permettant de répondre aux nombreux besoins fonctionnels de tous les acteurs. Malgré tout, il existe peu de solutions permettant l’analyse et la détection d’intrusion sur les systèmes avioniques embarqués. La complexité des mises a jour sur de tel système rend difficile l’utilisation de mécanismes strictement a base de signatures alors il est souhaitable que des mécanismes plus "intelligents", a l’abri de l’évolution des menaces, puissent être développés et mis en place. Cette thèse s’inscrit dans une démarche de mise en place de mécanismes de sécurité pour les communications entre le sol et l’avion, et plus particulièrement un système de détection d’intrusion pour le système de communication aéronautique ACARS visant a protéger les fonctions Air Traffic Control (ATC) et Aeronautical Operational Control (AOC) embarquées dans l’avion. Fonde sur la détection d’anomalie, un premier modèle propose permet de discriminer les messages ACARS anormaux a l’aide d’une technique empruntée a la classification de texte, les n-grammes. Un second modèle propose, également fonde sur la détection d’anomalie, permet de modéliser, a l’aide des chaines de Markov, l’ensemble des messages échanges entre le bord et le sol durant un vol complet permettant de détecter des messages ne faisant pas partie d’une communication normale. Une dernière contribution consiste en une alternative a la courbe ROC pour évaluer les performances d’un système de détection d’intrusion lorsque le jeu de données disponible contient seulement des instances normales
Modern civil aviation is increasingly dependent on the interconnection of all players, be it aircraft manufacturers, air traffic controllers, pilots, crew members or airlines. In recent years, much work has been done to propose methods to simplify the task of pilots, to better control and optimize airspace, to facilitate the management of flights by airlines and to optimize the maintenance tasks between flights. In addition, airlines are seeking not only to provide more demanding passengers with entertainment, messaging and web browsing services, but also Internet connection services for their own devices. This omnipresence of connectivity in the aeronautical field has paved the way for a new set of cyber threats. The industry must therefore be able to deploy security mechanisms inline with safety requirements while allowing the many functional needs of all actors. Despite this, there are few solutions for intrusion detection and analysis on avionics systems. The complexity of updates on such a system makes it difficult to use strictly signature-based mechanisms, so it is desirable that more "smart" mechanisms, threats evolution proof, be developed and deployed. This thesis is part of an approach to put in place security mechanisms for communications between the ground and the airplane, and more particularly an intrusion detection system for the aeronautical communication system ACARS to protect the Air Traffic Control (ATC) and Aeronautical Operational Control (AOC) functions. Based on anomaly detection technique, a first proposed model makes it possible to discriminate the abnormal ACARS messages using a technique borrowed from the text classification, n-grams. A second proposed model, also based on anomaly detection technique, allows to model a sequence of messages, using Markov chains, exchanged between the ground and the airplane during a flight, allowing to detect messages not taking part of a normal communication. The last contribution consists of an alternative to the ROC curve to evaluate the performance of an intrusion detection system when the available data set contains only normal instances

Les techniques traditionnelles de détection d'intrusions s'appuient sur différentes approches permettant d'identifier une utilisation non prévue et non autorisée de différentes ressources d'un système informatique. Afinn de détecter ces comportements, nous décrivons dans ce mémoire une approche logique de détection d'intrusions basée sur l'identification, dans des traces d'exécutions, de violations de politiques de sécurité données. Le modèle développé spécifie l'état des ressources d'un système ainsi que les effets des différents appels système sur cet état. Le système obtenu, qui s'apparente à un système expert, s'appuie sur un ensemble de règles logiques décrivant les connaissances d'un expert en sécurité informatique. Tout comportement illégal, c'est-à-dire non conforme aux politiques de sécurité considérées, est signalé et est considéré comme une tentative d'intrusion. Le système implémenté est capable de détecter une large classe d'attaques puisque l'approche développée ne se base pas sur certaines séquences particulières d'actions déjà recensées, mais plutôt sur les effets des différentes actions effectuées. De plus, il est capable de détecter de nouveaux comportements malveillants non préalablement identifiés.
Traditional techniques for intrusion detection based on different approaches for identifying unintended and unauthorized use of dfferent resources of a computer system. To detect these behaviors, we describe in this paper a logical approach to intrusion detection based on the identification, in execution traces, of violations of given security policies. The developed model specifies the state of system resources as well as the effects of different system calls on this state. The resulting system, which is similar to an expert system, relies on a set of logical rules describing the knowledge of an expert in computer security. Any illegal behavior, that means not conform to the considered security policies, is reported and is considered as an intrusion attempt. The implemented system is able to detect a wide class of attacks since the approach is not based on some particular sequences of actions already identified, but rather on the effects of different actions performed. In addition, it is able to detect new malicious behavior not previously identified.

Aujourd’hui, le transport aérien est l’un des modes de transport les plus sûrs pour lequel les risques d'incidents depuis les débuts de l'aviation ne cessent de diminuer. Ces dernières décennies ont vu les systèmes avioniques évoluer (connectivité, partage de ressources, COTS) afin d’améliorer l’expérience passager et réduire les coûts. Si ces évolutions sont maîtrisées d’un point de vue safety, elles induisent néanmoins de nouveaux vecteurs d’attaque d’un point de vue security. Au regard des attaques récentes sur des systèmes embarqués ou critiques, il devient primordial d’anticiper ce type de menace pour l'avionique. Récemment, plusieurs études ont vu le jour concernant la sécurité des systèmes avioniques. La plupart se concentrent sur les interfaces de l’aéronef (moyens de communication ou de mises à jour logicielles) ou sur la phase de développement (analyses de risques, tests de vulnérabilités). Quelques travaux proposent des mesures de défense en profondeur (durcissement d’OS, détection d’intrusion), notamment pour se protéger d’attaquants internes.Dans cette thèse, nous prenons l’hypothèse qu’une application malveillante s’est introduite sur un calculateur avionique. Plus précisément, nous étudions donc la mise en place d’un système de détection d’intrusion au sein d’un calculateur avionique. Étant donné l’environnement considéré, nous avons formalisé six objectifs spécifiques relatifs à l’efficacité de détection, la durée de vie de l’aéronef, les performances, l’impact temps-réel, l’impact sur la sûreté, et la certification. Pour y répondre, nous proposons une approche complète permettant d’intégrer un système de détection d’intrusion sur un calculateur, en se basant sur le processus de développement IMA (Integrated Modular Avionics). Cette approche propose de modéliser le comportement normal d’une application avionique pendant la phase d’intégration, en s’appuyant sur les caractéristiques statiques et déterministes des applications avioniques, et sur les moyens déjà existants pour la safety. Ce modèle de comportement normal est ensuite embarqué à bord de l’aéronef et permet de détecter toute déviation de comportement pendant la phase d’opération. En complément, une fonction d’analyse d’anomalies embarquée offre un premier niveau de diagnostic à bord, et une certaine flexibilité une fois l’aéronef en opération.Cette approche a été implémentée sur deux cas d’étude afin de valider sa faisabilité et d’évaluer ses capacités de détection et sa consommation de ressources. Un outil d’injection d’attaque a été réalisé afin de pallier au manque de moyens existants pour tester notre approche. Plusieurs solutions de détection comportementale ont été proposées et évaluées, en se basant sur deux types de modèles : OCSVM et Automate temporisé. Deux implémentations sur calculateur embarqué ont permis d’observer de très bons résultats en termes d’efficacité de détection et d’utilisation des ressources. Enfin, l’implémentation de la fonction d’analyse d’anomalies et les expérimentations associées ont donné des résultats encourageants quant à la possibilité d’embarquer un tel système sur un aéronef
Today, air transportation is one of the safest transportation modes, with a continuous reduction in the risk of accidents since the early days of aviation. In recent decades, several advances have been achieved in avionics systems (such as connectivity, resource sharing, COTS) to improve the passenger experience and reduce costs. While these evolutions have been well managed from safety point of view, nevertheless, from the security point of view, they have led to new attack vectors. Considering recent attacks on embedded or critical systems, it is becoming essential to anticipate the potential malicious modification of an aircraft application in future systems. Recently, several studies have been carried out to improve aircraft security. Most of them focus on the aircraft interfaces (communication means or software updates) or on the development phase (risk analysis, vulnerability tests). A few works proposed in-depth defense measures (OS hardening, intrusion detection), in particular to protect against internal attackers.In this thesis, we assume that a malicious application was introduced inside an avionics computer. More specifically, we study the development of an intrusion detection system within an avionics computer. Taking into account the specific constraints related to avionics applications, we have formalized six specific objectives to develop such solution, related to detection efficiency, aircraft lifetime, performance, real-time impact, safety impact, and certification. To fulfill these objectives, this thesis presents a comprehensive approach to integrate an anomaly-based intrusion detection system into an avionics computer, based on the IMA (Integrated Modular Avionics) development process. The normal behavior of an avionics application is modeled during the integration phase, based on the static and deterministic characteristics of avionics applications, and on the existing means that have been developed for safety. This model of normal behavior is then embedded onboard the aircraft and allows to detect any deviation of behavior during the operation phase. In addition, an on-board anomaly analysis function offers a first level of on-board diagnosis and some flexibility once the aircraft is in operation.This approach has been implemented on two case studies to validate its feasibility and assess its detection capabilities and resource consumption. Firstly, an attack injection tool was developed in order to compensate for the lack of existing means to test our approach. Then, several behavioral detection solutions were proposed and evaluated, based on two types of models: OCSVM and Timed Automata. Two of them were implemented in an embedded prototype, and provided very good results in terms of detection efficiency and resource consumption. Finally, the anomaly analysis function has also been implemented, and the associated experiments showed encouraging results regarding the possibility to embed such a system onboard an aircraft

Les calculateurs embarqués dans les automobiles, ou ECU (Electronic Control Unit) sont responsables d’un nombre croissant de fonctionnalités au sein du véhicule. Pour pouvoir coordonner leurs actions, ces calculateurs s’échangent des données via des bus de communication et forment ainsi un véritable réseau embarqué. Si historiquement ce réseau pouvait être considéré comme un système fermé, l’apparition de nombreux moyens de communication dans les automobiles a ouvert ce réseau au monde extérieur et fait émerger de nombreuses problématiques de sécurité dans ce domaine.Nos travaux s’inscrivent dans une démarche de mise en place de moyens de sécurité-immunité dans les réseaux automobiles. La thématique de la sécurité-immunité dans l’automobile étant un sujet relativement récent, un effort particulier a été apporté à la définition du contexte. Ainsi, dans ce manuscrit, nous décrivons les menaces qui peuvent cibler ces systèmes embarqués, proposons une classification des scénarios d’attaques puis présentons les différents mécanismes de sécurité pouvant être appliqués aux systèmes embarqués d’une automobile.Ensuite, afin de compléter les mesures de sécurité préventives mises en place pour empêcher un attaquant de pénétrer au coeur du réseau embarqué, nous proposons dans cette thèse un système de détection d’intrusion pour les réseaux automobiles embarqués. Celui-ci, conçu à partir des spécifications du ou des systèmes à surveiller, intègre notamment des mécanismes permettant d’effectuer une corrélation des messages observés sur le réseau afin d’identifier des séquences de messages suspectes. Après avoir décrit formellement le fonctionnement de notre système de détection, nous présentons de premières expérimentations visant à valider notre méthode et à évaluer ses performances
In today’s automobiles, embedded computers, or ECUs (Electronic Control Units) are responsible for an increasing number of features in a vehicle. In order to coordinate their actions, these computers are able to exchange data over communication buses, effectively constituting an embedded network. While this network could previously be considered a closed system, the addition of means of communication in automobiles has opened this network to the outside world, thus raising many security issues.Our research work focuses on these issues and aims at proposing efficient architectural security mechanisms for protecting embedded automotive networks. The security of embedded automotive systems being a relatively recent topic, we first put a strong focus on defining the context. For that purpose, we describe the threats that can target a car’s embedded systems, provide a classification of the possible attack scenarios and present a survey of protection mechanisms in embedded automotive networks.Then, in order to complement the preventive security means that aim at stopping an attacker from entering the embedded network, we introduce an Intrusion Detection System (IDS) fit for vehicular networks. Leveraging the high predictability of embedded automotive systems, we use language theory to elaborate a set of attack signatures derived from behavioral models of the automotive calculators in order to detect a malicious sequence of messages transiting through the internal network. After a formal description of our IDS, we present a first batch of experiments aimed at validating our approach and assessing its performances

Les systèmes de contrôle et d'automatisation industriels (IACS - Industrial Control and Automation Systems) reposent largement et de plus en plus sur les Technologies de l'Information et de la Communication. A l'origine, les IACS utilisaient des protocoles propriétaires sur des réseaux fermés, assurant ainsi une sécurité par obscurité et isolement. Mais les technologies et les usages ont évolué et cette sécurité intrinsèque n'existe plus désormais. Cette évolution concerne entre autre le domaine électrique : le réseau électrique devenant le "smart grid".Le standard IEC 61850 est un pilier pour le développement du smart grid. Il a pour objectif de rendre possible l'interopérabilité dans les "Systèmes et réseaux de communication pour l'automatisation des services de distribution d'énergie". Pour cela, la norme définit un modèle de données commun ainsi qu'une pile de protocoles répondant à divers besoins de communication.Le standard IEC 61850 n'aborde pas la question de la cyber sécurité malgré une prise de conscience générale qu'un risque cyber pèse sur les IACS.Ces travaux de recherche proposent de répondre à cette question de la cyber sécurité par de la détection d'intrusion dans les réseaux IEC 61850, et plus précisément dans les communications temps-réel GOOSE. L'idée est d'exploiter au maximum les sources d'informations que sont les spécifications du protocole et la configuration du système pour développer un système de détection d'intrusion réseau (NIDS - Network Intrusion Detection System) sur mesure. Cette approche comportementale déterministe est un gage de précision de détection.Ce manuscrit compte quatre chapitres. Les deux premiers consistent en un état de l'art détaillé sur les NIDS pour les IACS d'une part, et l'analyse du risque cyber d'autre part. Les deux autres chapitres présentent les contributions proprement dites de ces travaux de thèse. Le chapitre 3 explore tout d'abord le risque cyber pesant sur un poste électrique et pouvant compromettre la sûreté de fonctionnement du système. Dans un deuxième temps, est proposée une extension du modèle de données IEC 61850 dédiées à la détection d'intrusion dans les communication GOOSE. Le chapitre 4 commence avec la démonstration expérimentale de la faisabilité d'une attaque de type injection de données sur le protocole GOOSE, puis explique comment utiliser les fichiers de configuration du système pour spécifier les règles de détection. Un analyseur syntaxique pour le protocole GOOSE a été intégré à l'analyseur de trafic open source Bro, permettant l'implémentation d'un algorithme de détection
Information and Communication Technologies have been pervading Industrial Automation and Control Systems (IACS) for a few decades now. Initially, IACS ran proprietary protocols on closed networks, thus ensuring some level of security through obscurity and isolation. Technologies and usages have evolved and today this intrinsic security does not exist any longer, though. This transition is in progress in the electricity domain, the power infrastructure turning into the "smart grid".The IEC 61850 standard is key to the smart grid development. It is aimed at making interoperability possible in ``Communication networks and systems for power utility automation''. It thus defines a common data object model and a stack of protocols answering different purposes.Although the cyber risk in IACS is now widely acknowledged, IEC 61850 does not address cyber security in any way whatsoever.This work tackles the question of cyber security through network intrusion detection in IEC 61850 networks, and more specifically in real-time GOOSE communications. The idea is to get the most out of the protocol specifications and system configuration while developing a tailored NIDS. This enables detection accuracy