Processus IDM pour l’intégration des patrons de sécurité dans une application à base de composants

par Rahma Bouaziz

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Bernard Coulette.

Le président du jury était Christian Percebois.

Le jury était composé de Bernard Coulette, Ahmed Hadj Kacem, Mourad-Chabane Oussalah.

Les rapporteurs étaient Ahmed Hadj Kacem, Mourad-Chabane Oussalah.


  • Résumé

    La sécurité est devenue un enjeu important dans le développement des systèmes logiciels actuels. La majorité des concepteurs de ces systèmes manquent d’expertise dans le domaine de la sécurité. Il s’avère donc important de les guider tout au long des différentes phases de développement logiciel dans le but de produire des systèmes plus sécurisés. Cela permettra de réduire le temps ainsi que les coûts de développement. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d’appliquer l’expertise en matière de sécurité sous forme de patrons de sécurité lors de la phase de conception de logiciels. Un patron de sécurité intègre des solutions éprouvées et génériques proposées par des experts en sécurité. Cependant, les patrons de sécurité sont souvent négligés au niveau de la conception et ne constituent pas une solution intuitive qui peut être utilisée par les concepteurs de logiciels. Cela peut être le résultat de l’inadaptation de ces patrons au contexte des systèmes, la non-expertise des concepteurs dans le domaine de la sécurité ou encore l’absence d’un processus d’intégration de ces patrons dans les modèles à un haut niveau d’abstraction.Afin de permettre aux concepteurs d’utiliser les solutions proposées par des patrons de sécurité, cette thèse propose une approche d’ingénierie dirigée par les modèles pour sécuriser des applications via l’intégration de patrons de sécurité. Nous avons choisi comme contexte d’application de notre approche, les applications à base de composants qui visent à faciliter le développement d’applications à partir de l’assemblage de briques logicielles préfabriquées appelées composants. Le processus proposé assure la séparation entre l’expertise du domaine d’application et l’expertise de sécurité, toutes les deux étant nécessaires pour construire une application sécurisée. La méthodologie proposée assure une intégration semi-automatique des patrons de sécurité dans le modèle initial. Cette intégration est réalisée tout d’abord lors de la modélisation de l’application à travers, dans un premier temps, l’élaboration de profils étendant les concepts du domaine avec les concepts de sécurité. Dans un second temps, l’intégration se fait à travers la définition de règles, qui une fois appliquées, génèrent une application sécurisée. Finalement, cette intégration est assurée aussi au niveau de la génération du code fonctionnel de l’application en intégrant le code non-fonctionnel relatif à la sécurité à travers l’utilisation des aspects. L’utilisation de l’approche orientée aspect garantit que l’application des patrons de sécurité est indépendante de toute application particulière. Le processus proposé est décrit avec le standard SPEM.Ce travail a été concrétisé par un outil nommé SCRI-TOOL pour SeCurity patteRn Integration Tool. Cet outil permet aux développeurs non experts en sécurité d’intégrer les différentes propriétés de sécurité (intégrées dans les patrons) dans une application à base de composants. Afin d’illustrer l’utilisation de SCRI-TOOL, nous proposons une étude de cas portant sur le domaine des systèmes de soins distribués. Le choix d’une telle étude de cas s’explique par l’importance des exigences en termes de sécurité requises pour le bon fonctionnement d’une telle application. En effet, vue le grand nombre d’acteurs pouvant interagir, la sécurité est une exigence critique dans de tels systèmes. Cette étude nous a permis de mettre en évidence l’importance de la gestion de la sécurité à un haut niveau d’abstraction et la façon d’appliquer la méthodologie proposée sur un cas réel.

  • Titre traduit

    An MDE process for security pattern integration in component based application


  • Résumé

    Security has become an important challenge in current software and system development. Most of designers are experts in software development but not experts in security. It is important to guide them to apply security mechanisms in the early phases of software development to reduce time and cost of development. To reach this objective, we propose to apply security expertise as security patterns at software design phase. A security pattern is a well-understood solution to a recurring information security problem. So, security patterns encapsulate the knowledge accumulated by security experts to secure a software system. Although well documented, patterns are often neglected at the design level and do not constitute an intuitive solution that can be used by software designers. This can be the result of the maladjustment of those patterns to systems context, the inexpertness of designers with security solutions and the need of integration process to let designers apply those pattern ? solutions in practical situations and to work with patterns at higher levels of abstraction. To enable designers to use solutions proposed by security patterns, this thesis proposes a model driven engineering approach to secure applications through the integration of security patterns. Component-based approach is a powerful means to develop and reuse complex systems. In this thesis, we take component based software systems as an application domain for our approach to facilitate the development of applications by assembling prefabricated software building blocks called components. The proposed process provides separation between domain expertise and application security expertise, both of which are needed to build a secure application. Our main goal is to provide a semi-automatic integrating of security patterns into component-based models, and producing an executable secure code. This integration is performed through a set of transformation rules. The result of this integration is a new model supporting security concepts. It is then automatically translated into aspect-oriented code related to security. These aspects are then woven in a modular way within the functional application code to enforce specified security properties. The use of aspect technology in the implementation phase guarantees that the application of security patterns is independent from any particular implementation. In order to provide a clear comprehension of the SCRIP process, we have described it using the standard SPEM . This work is implemented in a software tool called SCRI-TOOL (SeCurity patteRn Integration Tool). This tool allows not security experts developers to integrate different security properties throughout the development cycle of an component based application. To illustrate the use of SCRI-TOOL, we propose a case study regarding electronic healthcare systems. The choice of such a case study is motivated by the great attention archived for such systems from academia and industry and by the importance of security in such systems. Indeed, because of the large number of actors that can interact in such systems, security is a critical requirement. This case study will also allow us to illustrate the proposed methodology to highlight the importance of security management at a high level of abstraction. As results of the application of this process, we obtain a health care application completely secure and meeting the requirements of medical context.


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