1. Contexte et sécurité dans les intergiciels d’informatique ambiante Prise en compte du contexte dans le contrôle des interactions Vincent Hourdinencadré par Jean-Yves Tigli et Michel Riveill Thèse CIFRE en partenariat avec Mobilegov 1 21/07/2010

2. Grand nombre de dispositifs informatisés L'informatique ambiante 2 21/07/2010

3. Création d'applications basées sur ces dispositifs L'informatique ambiante 3 21/07/2010

4. Prise en compte de diverses informations Création pertinente des applications 4 21/07/2010

5. Prise en compte d'informations dynamiques Adaptation des applications 5 21/07/2010

6. Contrôle d'accès basé sur les caractéristiques matérielles statiques Contrôle des interactionsavec la technologie Mobilegov 6 Agenda électronique Partage de fichiers 21/07/2010

7. Utiliser des sources d'informations dynamiques et variées, pas seulement pour la sécurité Sujet de la thèse : contrôle des interactions à partir du contexte Agenda électronique Partage de fichiers 7 21/07/2010

8. Plan de la présentation Introduction à l'informatique ambiante et à la problématique Positionnement / La problématique dans la bibliographie Définition du contexte Approches de prise en compte du contexte Contrôle des interactions sensible au contexte Modèle de prise en compte du contexte dans le contrôle des interactions Observation et représentation du contexte Traitement avec les zones contextuelles Exploitation avec les règles de prise en compte du contexte Listes de contrôle d'accès et politiques de décision Langage d'expression des règles Mise en œuvre sur la plate-forme d'informatique ambiante WComp Modèle SLCA de composition de services pour dispositifs Modèle des aspects d'assemblage, mécanisme d'adaptation compositionnelle Transformation des règles de contrôle des interactions vers des aspects d'assemblage Nouveaux opérateurs pour l'expression des politiques de décision dans les aspects d'assemblage Illustration Conclusion et perspectives 8 21/07/2010

9. la problématiquedans la bibliographie PARTIE 2 9 Définition du contexte Approches de prise en compte du contexte Contrôle des interactions sensible au contexte 21/07/2010

10. Définition du « contexte » Définitions usuelles « Ensemble d'états de l'environnement et de paramètres qui,soit déterminent le comportement d'une application,soit dans lequel un événement applicatif survient etest intéressant pour l'utilisateur » [chen00] « Toute information qui peut être utilisée pourcaractériser la situation des entités » [dey91] Le contexte que je considère :un ensemble d'informations Pertinentes pour une entité Relatives à une entité Provenant de l'environnement et de l'infrastructure Environnement Infrastructure Entité Contexte 10 21/07/2010

11. Prise en compte du contexte :décomposition fonctionnelle [coutaz05, rey05] Application Sourcecontexte Sourcecontexte Sourcecontexte Règles d’exploitation Exploitation Contexte identifié :information de haut niveau Traitement Informations contextuelles brutes Capture Infrastructure logicielle Observateursde contexte 11 21/07/2010

12. Prise en compte du contexte :approche dite « logique » Une modélisation du mondepour toutes les applications Traitement de toutes lesinformations contextuelles Serveur de contexte / plate-forme de services contextuels [chen04, gu05, strimpakou05, …] Règles d’exploitation simples Applications Source Source Source Règles d’exploitation Exploitations Contexte identifié :information de haut niveau Serveur de contexte Traitement « Lorsqu’il fait sombre dans lesalon, autoriser l’interaction avecles volets du salon » Capture 12 21/07/2010

13. Exploitation parreconfiguration des applications Favorise l’approche « logique » 13 [yau04,belhanafi05, david06,cheung09] Source Source Source Règles d’exploitation Agendaélectronique Exploitations Contexte identifié :information de haut niveau Serveur de contexte Traitement Capture Partage defichiers 21/07/2010

14. Prise en compte du contexte :approche dite « physique » Découverte des observateursde contexte à proximité Traitement réduit du contexte etpropre à chaque application : peud’informations, mais pertinentes [pauty04, bussiere07, ferry09] Règles d’exploitation complexes Application Sourcecontexte Sourcecontexte Sourcecontexte Règles d’exploitation Exploitation Contexte identifié :information de haut niveau Traitement Informations contextuellesbrutes « Si une information de luminosité estdisponible et inférieure à 300lux et quedes volets ont été découverts, autoriserles interactions avec eux » Capture 14 21/07/2010

15. 15 Favorise l’approche « physique » Exploitation Exploitation Exploitation Exploitation Exploitation Exploitation Traitement Traitement Traitement Traitement Traitement Traitement Capture Capture Capture Capture Capture Capture Exploitation parcontrainte des interactions 21/07/2010

16. Contrôle d’accès sensible au contexte 16 Dirigé par l’application Entité A Entité B Contrôle d'accès [bacon02, kim05, zhang04] Exploitation Autorisation Informations liées à l'authentification Traitement [cuppens03, kumar02] Inégalités,logique… Capture Modèle général : non spécialisé pourun type d’interactions ou de contexte [hulsebosch05,kindberg02,mcdaniel03] Obs Obs Obs [bacon02, masoumzadeh06, mcdaniel03, kranenburg06, zhang04] 21/07/2010

18. Traitement plus complexe

19. Authentification des observateurs

20. Modèle non restrictifInformations liées à l'authentification Traitement Inégalités,logique… Capture Obs Obs Obs 21/07/2010

21. modèle de prise en compte du contexte dans le contrôle des interactions PARTIE 3 18 Observation et représentation du contexte Traitement avec les zones contextuelles Exploitation avec les règles de prise en compte du contexte Listes de contrôle d'accès et politiques de décision Langage d'expression des règles 21/07/2010

23. Modèle de représentationdu contexte Le contexte d'une entité est défini par l'ensemble des observateurs qui lui sont associés Contexte particulier Un N-upletV d’informations contextuelles hétérogènes vi V = (v0, v1, …, vn) Exemple : V  ( localisation, heure, identifiant)V = ( {44.1, 7.02}, {12, 59, 23}, "alice" ) V coords, heure, id v1 v2 v3 Ob3 Ob2 Ob1 20 21/07/2010

24. Un contexte particulier V est évalué par un prédicat Z, les deux étant définis dans le même espace contextuelV  X1 X2  …  XnZ : X1 X2  …  Xn -> B Le traitement du contexte [pauty04, lavirotte05,bussiere07] X1 X2  …  Xn {Z(Vi)} V1 V2 V5 V3 V4 {Z(Vi)} 21 21/07/2010

25. Zone contextuelles et interactions V1 V2 V5 V3 V4 22 21/07/2010

26. Règles de contrôle des interactions <prédicat Z1, interactionA->B, effet (ALLOW)> ? Entité A Entité B {Z1(VA1, VB1)} vA1 vA2 vA3 vB1 vB2 vB3 VA1 VB1 GPS Ob2 Ob3 Ob1 Ob2 Ob3 Ob1 23 21/07/2010

27. <prédicat Z1, interactionA->B, effet (ALLOW)> <prédicat Z2, interactionA->B, effet (ALLOW)> Règles de contrôle des interactions Entité A Entité B {Z2(VA2, VB2)} VA1 VB1 VA2 VB2 vA1 vA2 vA3 vB1 vB2 vB3 Ob2 Ob3 Ob1 Ob2 Ob3 Ob1 GPS 24 21/07/2010

28. Organisation des règles : les C-ACL Pour une interaction, plusieurs règles sont définies Chacune avec un prédicat Zi différent et un effet <prédicat Z1, interactionA->B, effet (ALLOW)> <prédicat Z2, interactionA->B, effet (ALLOW)> <prédicat Z3, interactionA->B, effet (ALLOW)> InteractionAB C-ACL Z2,ALLOW Z3,ALLOW Z1,ALLOW C-ACE 25 21/07/2010

29. Activation dynamique des C-ACE Les C-ACE sont activées en fonction de l'observabilité des contextes particuliers, de façon réactive Contextesparticuliers Observateurs C-ACE InteractionAB C-ACL Z2,ALLOW Z3,ALLOW Z1,ALLOW V1 V2 V3 Ob1, Ob2 Ob2, Ob3, Ob4 Ob5, Ob6 Ob1 Ob5 Ob4 Ob6 Ob2 Ob3 26 21/07/2010

30. Les deux politiquesd’évaluation des listes de règles Aucune règle activable : politique par défaut ALLOW DENY Plusieurs règles activables : composition des règles Politique restrictive : ET () Décision pour règles d'effet ALLOW : Z1 Z2 …  Z3 Décision pour règles d'effet DENY : (Z1 Z2 …  Zn) Politique permissive : OU () Décision pour règles d'effet ALLOW : Z1 Z2 …  Zn Décision pour règles d'effet DENY : (Z1 Z2 …  Zn) 27 21/07/2010

31. Expression des règles Expression de la liste de contrôle d'accès C-ACE1 C-ACE2 C-ACE3 C-ACLn_vdisplay + Politique par défaut + Politique de composition des C-ACE Interaction: mysensor.^new_value -> *.display Rules: C-ACE1, C-ACE2, C-ACE3 policy: permissive default: allow Liste des règles liées à l'interaction Politique de composition Politique par défaut 28 21/07/2010

32. Expression des règles Expression d'une entrée de la liste C-ACE1 C-ACE2 C-ACE3 C-ACLn_vdisplay + Politique par défaut + Politique de composition des C-ACE RuleID: c-ace2 Context: information localization GPS x,y(real,real) information luminosity lum_clientL1(real) informationuseridauthnuser(string) myinformation luminosity lum_serverL2 (real) valuex = 100 .. 110 valuey = 320 .. 350 valueuser = "alice" valueL2 - L1 = -0.2 .. 0.2 Effect: allow Déclarations des observateurs Définition du prédicat Effet lié à la règle 29 21/07/2010

33. Modèles et projections 30 Règles de prise en compte du contexte dans le contrôle des interactions Application représentée sous forme de graphe S’applique à Règles d’adaptation :aspects d’assemblage Application SLCA :assemblages de composants légers WComp 21/07/2010

34. PARTIE 4 Publication :Jean-Yves Tigli, Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey, Vincent Hourdin, Daniel Cheung-Foo-Wo, Eric Callegari, Michel Riveill. WComp Middleware for Ubiquitous Computing : Aspects and Composite Event-based Web Services in Annals of Telecommunications (AoT), 64 (3-4), pages 197-214, Springer, apr 2009. Dépôt APP :Samuel Weibel, Stéphane Lavirotte, Jean-Yves Tigli, Daniel Cheung-Foo-Wo, Vincent Hourdin, Ludovic Chungue, Michel Riveill. SharpWComp 2.0 2009 IDDN.FR.001.090016.001.S.-P.2007.000.10600 Mise en œuvre sur la plate-forme d'informatique ambiante Wcomp 31 Modèle SLCA de composition de services pour dispositifs Modèle des aspects d'assemblage, mécanisme d'adaptation compositionnelle Transformation des règles de contrôle des interactions vers des aspects d'assemblage Nouveaux opérateurs pour l'expression des politiques de décision dans les aspects d'assemblage 21/07/2010

35. Création d’une application par assemblage de composants légers pour orchestrer des services pour dispositifs SLCA : composition dynamique Service pour dispositif Service pour dispositif Service pour dispositif 32 21/07/2010

36. SLCA : composition dynamique Architecture de composition de Services par assemblage de Composants Légers Interface de contrôle : modifications structurelles de l'assemblage de composants Interface fonctionnelle : mise à disposition, sur l’infrastructure de service, des fonctionnalités créées Vincent Hourdin, Jean-Yves Tigli,Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey,Michel Riveill. SLCA, composite servicesfor ubiquitous computingdans la 5èmeMobility Conference, Taiwan, 2008. 33 21/07/2010

38. Création de composants

39. Création de liaisonsNouveau E ;compA EE compB Nouveau E2A2  E2 E2 B6 Nouveau E1A2  E1 E1 B6 A8 B6 A2 B6 AA4 Points de coupe Greffon AA1 Points de coupe Greffon AA2 Points de coupe Greffon A2 B6 A8 F1 Tisseur : Compositionet application des AA A2 B6 Nouveau E1 Nouveau E2A2  E1 E1  B6 A8  E2 E2  B6 A8 34 E1 E2 F1 21/07/2010

40. Des aspects d’assemblage pour représenter les règles Transformation automatiquedes C-ACE en AA C-ACE2 RuleID: c-ace2 Context: informationis_authclientA_authauthn (string) Information hour clock clock (int) informationinRoomclientA_localization room(string) valueauthn = clientA value hour = 8 .. 21 value room = 314 Effect: allow // Point de coupe : obs_authn = clientA_auth.^is_auth obs_hour = clock.^minutes obs_room = clientA_localization.^inRoom // Greffon : advice c-ace2(obs_authn, obs_hour, obs_room) : ipred_authn : Context.Eval.String (ref="clientA") ipred_hour : Context.Eval.IntInt(between="8,21") ipred_loc : Context.Eval.String (ref="314") pred_authn_hour_room : Logic.AND (nb_inp=3) obs_authn ( ipred_authn.inputString ) obs_hour ( ipred_hour.inputIntInt ) obs_room ( ipred_room.inputString ) ipred_authn.^Out  ( pred_authn_hour_room.In1 ) ipred_hour.^Out  ( pred_authn_hour_room.In2 ) ipred_room.^Out  ( pred_authn_hour_room.In3 ) prédicat traite-ment traite-ment traite-ment locali- sation authN horloge 35 21/07/2010

41. Composition des AA par des opérateurs spécifiques A B filtre Conflit C-ACL InteractionAB + Politique par défaut + Politique de composition des C-ACE C-ACE C-ACE C-ACE OU logique Transformation Points de coupe horloge, localisation, authN, interactionAB Greffon nouveau prédicat horloge prédicat Localisation  prédicat authN prédicat filtre_OU(interactionAB) Points de coupe authN, présence, interactionAB Greffon nouveau prédicat authNprédicat présence prédicat filtre_OU(interactionAB) V1 V2 Ob2 Ob5 Ob3 Ob1 Ob4 36 21/07/2010

42. Trois nouveaux opérateurs Opérateurs de sémantique connue par le tisseur filter_ORfilter_ANDdefault_filter Règles de fusion des greffons 37 21/07/2010

43. Illustration PARTIE 5 38 Scénario Vidéo 21/07/2010

44. Scénario Interaction ciblée Ordinateur ultra-mobile Le client de messagerie de l’utilisateur Le système d'information Messagerie interne à une entreprise Contexte pris en compte 39 C-ACE 1 Horloge = 8 .. 18 RFID = "0x7f21a533" Pression > 10 C-ACE 2 Luminosité > 200lux RFID ≠ "" NbPersonnes = 1 C-ACL Interaction : info  mobile Politique par défaut : DENYPolitique de composition desrègles : PERMISSIVE 21/07/2010

45. Vidéo 40 21/07/2010

46. Bilan et perspectives PARTIE 6 41 Synthèse Perspectives scientifiques Perspectives pour Mobilegov 21/07/2010

47. Synthèse Le contrôle des interactions permet d’agir sur : les fonctionnalités de l’application la pertinence des informations l’efficacité énergétique la sécurité de l’accès aux informations Deux approches pour effectuer le contrôle des interactions Reconfigurer les applications (approche logique) Contraindre les interactions à partir du contexte (approche physique) Grain fin, efficacité, réactivité, passage à l’échelle 42 21/07/2010

48. Synthèse Les règles de prise en compte du contexte Zones contextuelles déterminant les autorisations Adaptation à la disponibilité des observateurs de contexte Politique par défaut et de composition de règles permettant l’expression de contextes flexibles Applications sous forme de graphe à structure dynamique Projection du modèle vers la plate-forme WComp Interactions entre composants Adaptation réactive pour l’activation des règles en fonction de la disponibilité des observateurs de contexte Opérateurs de résolution de conflits appliquant les politiques de façon déterministe 43 21/07/2010

49. Perspectives scientifiques Méthode de validation au-delà de la preuve de concept Evaluation des performances de l’approche physique Nombre total d’informations contextuelles capturées et traitées Nombre d’informations contextuelles capturées et traitées en double Réactivité de la prise en compte de la capture à l’exploitation Comparaison des performances des deux approches de contrôle des interactions (adaptation compositionnelle ou paramétrée) Evaluation du mécanisme d’adaptation compositionnelle basé sur le contexte ou basé sur l’infrastructure. Le modèle de contexte et d’autorisation dynamique peut être utilisé pour d’autres exploitations Découverte contextuelle de services Reconfiguration des applications 44 21/07/2010

50. Perspectives pour Mobilegov Offrir un mécanisme d’authentification flexible, s’adaptant aux sources d’informations disponibles (les différents composants électroniques détectés) Faire évoluer le contrôle d’accès vers l’autorisation dynamique Réévaluer les autorisations lors d’un changement de crédentiels Prendre en compte des informations contextuelles et plus seulement les crédentiels habituels Perspectives de recherche Sécuriser les informations contextuelles dynamiques avec la technologie de Mobilegov 45 21/07/2010

51. Merci pour votre attention Questions Publications (3 revues, 3 conférences, 2 workshops, 4 dépôts APP) dont : SLCA Jean-Yves Tigli, Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey, Vincent Hourdin, Michel Riveill. LightweightService Oriented Architecture for Pervasive Computing in International Journal of Computer Science Issues (IJCSI), vol. 4, pages 1-9, sep 2009 Jean-Yves Tigli, Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey, Vincent Hourdin, Daniel Cheung-Foo-Wo, Eric Callegari, Michel Riveill. WComp Middleware for Ubiquitous Computing : Aspects and Composite Event-based Web Services in Annals of Telecommunications (AoT), 64 (3-4), pages 197-214, Springer, apr 2009 Autorisation dynamique Jean-Yves Tigli, Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey, Vincent Hourdin, Michel Riveill. Context-awareAuthorisation in Highly Dynamic Environments in International Journal of Computer Science Issues (IJCSI), vol. 4, pages 24-35, sep 2009 Autres : découverte sensible au contexte et adaptation par transformation de modèles Nicolas Bussière, Daniel Cheung-Foo-Wo, Vincent Hourdin, Stéphane Lavirotte, Michel Riveill, Jean-Yves Tigli. Optimized Contextual Discovery of Web Services for Devices in Proceedings of the International Workshop on Context Modeling and Management for Smart Environments (CMMSE), pages 707-712, IEEE, Lyon, France, 28-31 october 2007 Nicolas Ferry, Vincent Hourdin, Stéphane Lavirotte, Gaëtan Rey, Jean-Yves Tigli, Michel Riveill. Models at Runtime : Service for Device Composition and Adaptation in Proceedings of the 4th International Workshop Models@run.time at Models 2009 (MRT’09), pages 10, Denver Colorado, USA, 5 october 2009 46 21/07/2010