Performance and Verifiability of IoT Security Protocols

Performance et vérifiabilité des protocoles de sécurité IoT L'internet des objets (IoT) est l'une des technologies les plus importantes de notre monde actuel. Il est composé d'appareils connectés dotés de capteurs et de capacités de traitement, tous reliés à une plateforme unique qui les orchestre. L'intégration de ces dispositifs IoT dans de nombreuses applications de la vie réelle (par exemple, le transport, les soins de santé, les industries, ...) a impliqué des améliorations significatives de la performance et de l'efficacité. En conséquence, nous avons assisté à un boom du nombre de dispositifs IoT déployés et de leurs plateformes correspondantes. Ces dispositifs IoT utilisent les données réelles de leur environnement de déploiement et les envoient à la plateforme. Les données collectées par ces dispositifs sont souvent des informations sensibles. Par conséquent, la confidentialité des données des utilisateurs est l'une des principales préoccupations de l'IoT. En outre, les applications IoT reposent sur l'automatisation de tâches fréquentes pour une meilleure efficacité. Malheureusement, le transfert du contrôle d'opérations habituellement contrôlées par l'homme vers l'IoT risque de compromettre la sécurité des utilisateurs de l'IoT. Cette thèse traite des problèmes de confidentialité et de sécurité soulevés par l'IoT. Nous proposons des protocoles de sécurité qui préservent la confidentialité des données des utilisateurs. En plus de la confidentialité, nous voulons concevoir des solutions vérifiables qui garantissent l'exactitude des calculs effectués par les dispositifs IoT et la plateforme. Nous concevons ces solutions en nous concentrant sur leurs performances spécifiquement pour l'IoT. Plus précisément, nous proposons des protocoles qui sont évolutifs pour faire face au nombre croissant de dispositifs IoT. Nous considérons également des protocoles tolérants aux pannes pour faire face à la mobilité et aux abandons fréquents des dispositifs IoT. Nous nous concentrons sur deux protocoles de sécurité : l'agrégation sécurisée et l'attestation à distance. L'agrégation sécurisée est un protocole où un agrégateur calcule la somme des entrées privées d'un ensemble d'utilisateurs. Dans cette thèse, nous proposons le premier protocole d'agrégation sécurisée vérifiable (VSA) qui donne des garanties formelles de sécurité dans le modèle malveillant. Notre solution préserve la confidentialité des entrées de tous les utilisateurs et l'exactitude du résultat de l'agrégation. En outre, nous proposons un nouveau protocole d'agrégation sécurisée tolérant aux pannes (FTSA) basé sur le cryptage additif-homomorphe. Le schéma permet aux utilisateurs de l'agrégation sécurisée de se retirer du protocole et offre un mécanisme pour récupérer l'agrégat sans affecter la confidentialité des données. Nous montrons que le FTSA surpasse les solutions de l'état de l'art en termes d'évolutivité par rapport au nombre d'utilisateurs. D'autre part, un protocole d'attestation à distance est un protocole qui permet à un dispositif IoT (agissant en tant que prouveur) de prouver son intégrité logicielle à la plateforme IoT (agissant en tant que vérificateur). Nous proposons un nouveau protocole collaboratif d'attestation à distance (FADIA) dans lequel les dispositifs collectent des attestations les uns des autres et les agrègent. FADIA traite de l'hétérogénéité et de la nature dynamique de l'IoT en tenant compte de l'équité dans sa conception. L'évaluation de FADIA montre une augmentation de la durée de vie d'un réseau.