Modélisation et analyse formelle de modèles système pour les menaces persistantes avancées

Systems modeling and formal analysis for advanced persistent threats

• Auteur / Autrice : Tithnara Nicolas Sun
• Direction : Raúl Mazo Peña
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/05/2022
• Etablissement(s) : Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Brest ; 2012-....) - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
• Partenaire(s) de recherche : Centre d'expertise technique : DGA Maîtrise de l'information
• Jury : Président / Présidente : Régine Laleau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Joël Champeau, Ciprian Teodorov, Lionel Van Aertryck
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Monsuez, Brahim Hamid
• DOI : 10.70675/05f9ffb3zce4dz499dz9ee3zbb1cbe9657ba

Mots clés

Mots clés contrôlés

APT (informatique)

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Ingénierie des systèmes

Ingénierie dirigée par les modèles

Sécurité des systèmes

Vérification de modèles (informatique)

Méthodes formelles (informatique)

Mots clés libres

Cyber-sécurité

Modélisation

Fédération de modèles

Analyse formelle

Model-checking

Advanced Persistent Threat

Langage Pimca

Cyber-security

Modeling

Model federation

Formal analysis

Model-checking

Advanced persistent threat

Pimca Language

Résumé

La criticité croissante des systèmes industriels les expose davantage aux menaces du monde cyber. En particulier les menaces persistantes avancées ou Advanced Persistent Threats (APT) sont des attaquants sophistiqués dotés de ressources conséquentes et ciblant spécifiquement les systèmes critiques. Les méthodologies de cyber-défense actuelles permettent de protéger les systèmes contre les cyber-menaces classiques mais elles peinent à contrer efficacement les APT. En effet, les APT usent de stratégies complexes et de tactiques de dissimulation qui les rendent difficile à contrecarrer. Pour répondre à ce besoin, la méthodologie d’Operational Design tirée des stratégies militaires permet de mieux comprendre l’établissement de stratégie de ces attaquants sophistiqués. Cette méthodologie axée sur la mission et adaptée au contexte des APT repose sur la fédération de plusieurs processus de spécification, de modélisation et d’analyse pour produire une stratégie opérationnelle. Pour évaluer cette approche, un outillage fédéré complet a été conçu et appliqué à un cas d’étude d’une mission d’attaque de système de pompage d’eau.

Critical industrial systems are prime targets of cyber threats. In particular the Advanced Persistent Threats (APT) are sophisticated and well-resourced attacks targeting valuable assets. For APTs both the attack and the defense require advanced planning and strategies similar to military operations. The existing cyber-security-aware methodologies achieve valuable results for regular cyberthreats, however they fail to adequately address APTs due to their refined strategies and evasive tactics. The Operational Design methodology of military forces helps in better understanding how APTs devise their strategies. This mission-driven methodology adapted to the APT context relies on the federationof several processes of specification, modeling and analysis in order to produce an operational strategy. To evaluate this approach, a complete federation framework has been developed and applied to the case study of a mission of attack on a water pumping station.