Machine Learning and Statistical Verification for Security
Apprentissage et Vérification Statistique pour la Sécurité
Résumé
The main objective of this thesis
is to combine the advantages of probabilistic
graphical model learning and formal verifica-
tion in order to build a novel strategy for secu-
rity assessments. The second objective is to
assess the security of a given system by veri-
fying whether it satisfies given properties and,
if not, how far is it from satisfying them. We
are interested in performing formal verification
of this system based on event sequences col-
lected from its execution. Consequently, we
propose a model-based approach where a Re-
cursive Timescale Graphical Event Model (RT-
GEM), learned from the event streams, is con-
sidered to be representative of the underlying
system. This model is then used to check a se-
curity property. If the property is not verified,
we propose a search methodology to find an-
other close model that satisfies it. We discuss
and justify the different techniques we use in
our approach and we adapt a distance mea-
sure between Graphical Event Models. The
distance measure between the learned "fittest"
model and the found proximal secure model
gives an insight on how far our real system is
from verifying the given property. For the sake
of completeness, we propose series of exper-
iments on synthetic data allowing to provide
experimental evidence that we can attain the
desired goals.
Les principaux objectifs poursui-
vis au cours de cette thèse sont en premier
lieu de pouvoir combiner les avantages de
l’apprentissage graphique probabiliste de mo-
dèles et de la vérification formelle afin de
pouvoir construire une nouvelle stratégie pour
les évaluations de sécurité. D’autre part, il
s’agit d’évaluer la sécurité d’un système réel
donné. Par conséquent, nous proposons une
approche où un "Recursive Timescale Graphi-
cal Event Model (RTGEM)" appris d’après un
flux d’évènements est considéré comme re-
présentatif du système sous-jacent. Ce mo-
dèle est ensuite utilisé pour vérifier une pro-
priété de sécurité. Si la propriété n’est pas vé-
rifiée, nous proposons une méthodologie de
recherche afin de trouver un autre modèle qui
la vérifiera. Nous analysons et justifions les
différentes techniques utilisées dans notre ap-
proche et nous adaptons une mesure de dis-
tance entre Graphical Event Models. La me-
sure de distance entre le modèle appris et le
proximal secure model trouvé nous donne un
aperçu d’à quel point notre système réel est
loin de vérifier la propriété donnée. Dans un
soucis d’exhaustivité, nous proposons des sé-
ries d’expériences sur des données de syn-
thèse nous permettant de fournir des preuves
expérimentales que nous pouvons atteindre
les objectifs visés.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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