Modularization of security software engineering in distributed systems

Intégrer les problématiques de sécurité au cycle de développement logiciel représente encore un défi à l’heure actuelle, notamment dans les logiciels distribués. La sécurité informatique requiert des connaissances et un savoir-faire particulier, ce qui implique une collaboration étroite entre les experts en sécurité et les autres acteurs impliqués. La programmation à objets ou à base de composants est communément employée pour permettre de telles collaborations et améliorer la mise à l’échelle et la maintenance de briques logicielles. Malheureusement, ces styles de programmation s’appliquent mal à la sécurité, qui est un problème transverse brisant la modularité des objets ou des composants. Nous présentons dans cette thèse plusieurs techniques de modularisation pour résoudre ce problème. Nous proposons tout d’abord l’utilisation de la programmation par aspect pour appliquer de manière automatique et systématique des techniques de programmation sécurisée et ainsi réduire le nombre de vulnérabilités d’une application. Notre approche se focalise sur l’introduction de vérifications de sécurité dans le code pour se protéger d’attaques comme les manipulations de données en entrée. Nous nous intéressons ensuite à l’automatisation de la mise en application de politiques de sécurité par des techniques de programmation. Nous avons par exemple automatisé l’application de règles de contrôle d’accès fines et distribuées dans des web services par l’instrumentation des mécanismes d’orchestration de la plate-forme. Nous avons aussi proposé des mécanismes permettant l’introduction d’un filtrage des données à caractère privée par le tissage d’aspects assisté par un expert en sécurité.Addressing security in the software development lifecycle still is an open issue today, especially in distributed software. Addressing security concerns requires a specific know-how, which means that security experts must collaborate with application programmers to develop secure software. Object-oriented and component-based development is commonly used to support collaborative development and to improve scalability and maintenance in software engineering. Unfortunately, those programming styles do not lend well to support collaborative development activities in this context, as security is a cross-cutting problem that breaks object or component modules. We investigated in this thesis several modularization techniques that address these issues. We first introduce the use of aspect-oriented programming in order to support secure programming in a more automated fashion and to minimize the number of vulnerabilities in applications introduced at the development phase. Our approach especially focuses on the injection of security checks to protect from vulnerabilities like input manipulation. We then discuss how to automate the enforcement of security policies programmatically and modularly. We first focus on access control policies in web services, whose enforcement is achieved through the instrumentation of the orchestration mechanism. We then address the enforcement of privacy protection policies through the expert-assisted weaving of privacy filters into software. We finally propose a new type of aspect-oriented pointcut capturing the information flow in distributed software to unify the implementation of our different security modularization techniques