Semantic monitoring mechanisms dedicated to security monitoring in IaaS cloud / Yacine Hebbal ; sous la direction de Jean-Marc Menaud

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Systèmes virtuels (informatique)

Analyse informatique

Langages de programmation -- Sémantique

Classification Dewey : 004

Menaud, Jean-Marc (Directeur de thèse / thesis advisor)

Totel, Éric (19.._....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Hagimont, Daniel (1965-.... ; enseignant-chercheur en informatique) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Marangozova, Vania (1976-.... ; informaticienne) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Laniepce, Sylvie (1967-....) (Membre du jury / opponent)

Le Mouël, Frédéric (Membre du jury / opponent)

École nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

ASCOLA. ASpect and COmposition LAnguages (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : L’introspection de machine virtuelle (VM) consiste à superviser les états et les activités de celles-ci depuis la couche de virtualisation, tirant ainsi avantage de son emplacement qui offre à la fois une bonne visibilité des états et des activités des VMs ainsi qu’une bonne isolation de ces dernières. Cependant, les états et les activités des VMs à superviser sont vus par la couche de virtualisation comme une suite binaire de bits et d’octets en plus des états des ressources virtuelles. L’écart entre la vue brute disponible à la couche de virtualisation et celle nécessaire pour la supervision de sécurité des VMs constitue un challenge pour l’introspection appelé « le fossé sémantique ». Pour obtenir des informations sémantiques sur les états et les activités des VMs à fin de superviser leur sécurité, nous présentons dans cette thèse un ensemble de techniques basé sur l’analyse binaire et la réutilisation du code binaire du noyau d’une VM. Ces techniques permettent d’identifier les adresses et les noms de la plupart des fonctions noyau d’une VM puis de les instrumenter (intercepter, appeler et analyser) pour franchir le fossé sémantique de manière automatique et efficiente même dans les cas des optimisations du compilateur et de la randomisation de l’emplacement du code noyau dans la mémoire de la VM.

Résumé / Abstract : Virtual Machine Introspection (VMI) consists inmonitoring VMs security from the hypervisor layer which offers thanks to its location a strong visibility on their activities in addition to a strong isolation from them. However, hypervisor view of VMs is just raw bits and bytes in addition to hardware states. The semantic difference between this raw view and the one needed for VM security monitoring presents a significant challenge for VMI called “the semantic gap”. In order to obtain semantic information about VM states and activities for monitoring their security from the hypervisor layer, we present in this thesis a set of techniques based on analysis and reuse of VM kernel binary code. These techniques enable to identify addresses and names of most VM kernel functions then instrument (call, intercept and analyze) them to automatically bridge the semantic gap regardless of challenges presented by compiler optimizations and kernel base address randomization.