Titre original :

Analyse forensique des écosystèmes intelligents communicants de l'internet des objets

Titre traduit :

Digital IoT ecosystems in criminal investigations

Mots-clés en français :
  • Analyse forensique

  • Informatique légale
  • Criminalistique
  • Criminalité informatique
  • Traces (criminologie)
  • Internet des objets
  • Scènes de crime
  • Informatique omniprésente
  • Émission acoustique
  • Radiofréquences
  • Exploration de données
Mots-clés en anglais :
  • Computer science
  • Internet of Things
  • Investigation
  • Digital Forensic
  • Identification
  • Evidence

  • Langue : Français
  • Discipline : Informatique et applications
  • Identifiant : 2021LILUI014
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 30-01-2021

Résumé en langue originale

Avec le développement des écosystèmes connectés à Internet, la recherche de données dans un environnement numérique par l’enquêteur judiciaire constitue une tâche de plus en plus ardue. Elle est un véritable défi en particulier par l’hétérogénéité des objets à étudier. A cette affirmation, il convient d'y ajouter l’absence de standardisation des architectures de communication et des remontées de données, des dépendances entre les dispositifs connectés et une dispersion de l’information. Dans cette thèse, nous proposons d’adapter l’approche traditionnelle de l’investigation numérique aux contraintes de l’Internet des objets. Nous développons des méthodologies et des outils d’appréhension et d’analyse de l’environnement connecté pour les praticiens du judiciaire. Nous partons du principe que la scène de crime constitue un tout connecté et non un agrégat d’objets numériques. Elle contient des données clefs dans la compréhension et la contextualisation d’un évènement ou d’un phénomène passé, éléments de preuve pour le procès pénal. L’investigation numérique est une science appliquée pour identifier un incident, collecter, examiner et analyser des données tout en préservant l’intégrité de l’information et en maintenant une chaîne de contrôle stricte pour les données (National Institute of Standards and Technology). Face à une scène de crime, l’enquêteur cherche à comprendre l’évènement criminel, en examinant les traces figées ou emprisonnées dans le support physique et/ou dans une partie déportée sur le Cloud. Nos travaux développent un processus d’identification rapide du phénomène selon quatre phases : détection, localisation, reconnaissance des objets et recoupement de l’information. Il est enrichi d’outils de recherche de traces radioélectriques: simple capteur et réseau maillé multi-capteur. Cette démarche est construite autour de la problématique de l’appréhension d’un environnement connecté multiforme, contenant des dispositifs pas toujours visibles ou identifiables lors d’une approche terrain. Nous intégrons dans notre étude la stratégie de la collecte des équipements. Le défi réside dans la capacité à extraire un ou plusieurs objets connectés, sans compromettre les données stockées, pour les placer dans un environnement contrôlé et sécurisé. L’objet est maintenu dans un état garantissant la non-altération ou la perte des données. L’étude regroupe une première phase de compréhension de l’environnement physique et des dépendances. Elle cherche à déterminer les mécanismes de migration de l’information vers les plates-formes en ligne et à isoler les groupes d’objets en déstructurant avec intelligence les connexions. Les dispositifs sont extraits, puis conditionnés et scellés au regard de leurs caractéristiques techniques et de l’infrastructure connectée. Puis, nous approfondissons l’exploitation de l’information collectée par des méthodes forensiques. La donnée est alors analysée selon les axes temporels, spatiaux et contextuels. Nous proposons par ailleurs une classification et une priorisation de la structure connectée en fonction des caractéristiques de la donnée recherchée. Les travaux donnent une lecture du cycle de vie de la donnée au sein de l’infrastructure de l’Internet des Objets.Dans une approche prospective, nous approfondissons les questions de l’identification fine de l'objet connecté en fonction des caractéristiques du matériel et du logiciel. L'émission acoustique de l'électronique apparaît comme une propriété physique pertinente dans l'étude des équipements. Cet attribut complète notre palette d'outils dans l'identification des objets connectés.

Résumé traduit

With the development of the Internet of Things, searching for data in a digital environment is an increasingly difficult task for the forensic investigator. It is a real challenge, especially given the heterogeneity of the connected objects. There is a lack of standardization in communication architectures and data management policies. It is accompanied by dependencies between connected ecosystems, especially through hidden links and fragmented information. In this thesis, we suggest adjusting the traditional approach of digital investigation to the constraints of the Internet of Things. We develop methodologies and tools to understand and analyze the connected environment. We assume that the crime scene is a connected whole and not an aggregate of independent digital objects. It contains key data for understanding and contextualizing a past event or phenomenon as evidence for the criminal trial. Digital forensics is considered to be the og extit{application of science to the identification, collection, examination, and analysis, of data while preserving the integrity of the information and maintaining a strict chain of custody for the data fg~ (National Institute of Standards and Technology). Faced with a crime scene, the investigator seeks to understand the criminal event. He examines the data stored in the physical medium and/or in a remote part of the cloud. Our work develops a process of rapid identification of the phenomenon according to four phases: detection, localization, object recognition and information crosschecking. It is enriched with radio signature search tools~: single-sensor and multi-sensor mesh network. This approach is built around the problem of apprehending a multiform connected environment, containing devices that are not always visible or identifiable during a field approach. We integrate in our study the strategy of equipment collection. The challenge lies in the ability to extract one or more connected objects, without compromising the stored data, to place them in a controlled and secure environment. The object is maintained in a state that guarantees the non-alteration or loss of data. The study includes a first phase of understanding the physical environment and dependencies. It seeks to determine the mechanisms of information migration to online platforms and to isolate groups of objects by intelligently breaking the connections. Devices are extracted, then packaged and sealed according to their technical characteristics and the connected infrastructure. We then deepen the exploitation of the information collected using forensic methods. The data is then analyzed according to temporal, spatial and contextual axes. We also propose a classification and a prioritization of the connected structure according to the characteristics of the desired data. The work gives a reading of the life cycle of the data within the Internet of Things infrastructure. In a prospective approach, we deepen the questions of the fine identification of the connected object according to these hardware and software characteristics. The acoustic signature of electronics appears as a relevant physical property in the study of equipment. This feature completes our range of tools in the identification of connected objects.

  • Directeur(s) de thèse : Grimaud, Gilles - Vantroys, Thomas
  • Président de jury : Haese-Rolland, Nathalie
  • Membre(s) de jury : Grimaud, Gilles - Vantroys, Thomas - Haese-Rolland, Nathalie - Traoré, Issa - Orgerie, Anne-Cécile - Billard, David - Watin-Augouard, Marc
  • Rapporteur(s) : Traoré, Issa - Orgerie, Anne-Cécile
  • Laboratoire : Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille - Centre de Recherche en Informatique- Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 / CRIStAL
  • École doctorale : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)

AUTEUR

  • Bouchaud, François
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