Department risc

Trustworthy Computing Systems and Networks

The RISC department’s research activities focus on complex information processing and communication systems, which are ubiquitous in daily life and critical across all industrial sectors. Our research aims to achieve methodological advancements to master these systems while meeting stringent requirements in terms of temporal constraints, quality of service, dependability, and cyber-security. The department develops methods, models, and tools, as well as architectures and services for embedded, autonomous, and adaptive critical networks and systems.


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Matthieu Jonckheere

Scientific Themes and Challenges

Cyber-security

The cyber-security of systems and networks is now a fundamental challenge. The RISC department addresses this theme through multiple scientific axes and across various application domains. One of the department’s strengths is its ability to approach information system security from three complementary perspectives: software security, hardware security, and network security. The proposed security solutions can thus address both software (applications or operating systems, such as in critical embedded systems or IoT devices) and hardware (e.g., cryptographic mechanisms integrated directly into architectures supporting in-memory computing). This cross-cutting vision of information system security is a significant asset, given the strong interdependence between software and hardware in modern computing systems.

In the field of network security, the department explores multiple complementary aspects. It has developed strong expertise in intrusion detection using unsupervised learning models, a focus maintained for many years, and more recently in the generation of synthetic training data. These efforts are conducted in collaboration with industry partners, enabling the integration of the laboratory’s scientific results into commercial security products. Other notable work focuses on the security of IoT communication protocols and their lower layers, addressing both offensive and defensive approaches. These contributions have been published in major security conferences in recent years.

Virtualization and Softwarization

In the era of resource virtualization—extending from cloud servers to the edge of communication infrastructures—the range of possibilities has expanded significantly. However, these advancements come with unprecedented complexity, making the design, planning, deployment, and monitoring of communication networks and their applications increasingly challenging. The boundary between cloud application resources and the communication networks that interconnect them is becoming increasingly blurred. Our research revolves around two complementary themes:

First, we study the Cloud Continuum, which encompasses all interconnected cloud environments, including edge infrastructure and hybrid systems, particularly those related to the Internet of Things. Our contributions have explored new approaches for monitoring applications, data centers, and Internet exchange points, aiming to enhance the autonomy of communication systems.

Second, our research focuses on the orchestration of application and network services to optimize their delivery. We are particularly interested in the dynamic description, discovery, composition, and configuration of services, leveraging IoT service virtualization and the optimal placement of virtualized network functions (VNFs) and their slices, up to their deployment. This work also extends to multi-domain environments, where interconnection and orchestration between heterogeneous infrastructures present new challenges in terms of consistency, compatibility, performance, and resource management.

Toward Trustworthy and Frugal Artificial Intelligence

Over the past decade, methods grouped under the umbrella of artificial intelligence have achieved spectacular results in numerous fields. However, deploying these algorithms requires guaranteeing properties that go far beyond traditional performance criteria, particularly to ensure their safety and reduce their ecological impact.

The RISC department emphasizes trust and frugality in AI algorithms. Trust is addressed through two complementary aspects: transparency in AI models, essential for understanding and justifying their decisions, and runtime monitoring of AI model behavior. Frugality, on the other hand, aims to design algorithms that consume fewer data, computational resources, or energy.

While AI provides tools to address some of the problems studied by the department, we also highlight an inverse movement: traditional departmental tools are applied to improve AI, both at its core and in its implementation and integration as a system. RISC researchers have combined their AI expertise with experience in dependability, computer networks, and stochastic modeling.

Analysis and Engineering of Critical Systems

The concepts of analysis and systems are central to the research of all LAAS departments, as reflected in the laboratory’s acronym. Within the RISC department, we address these issues by focusing on critical systems, whose failures or violations of operational constraints can have severe consequences. We also consider how these systems are designed, validated, and scaled, hence the use of the term engineering. In this context, we examine systems not only during their operation but throughout their lifecycle, from design and development (with an emphasis on modeling, testing, simulation, and formal verification) to long-term monitoring of their performance and reliability.

Our work combines fundamental approaches with practical studies, aiming to provide innovative and robust solutions that enhance the reliability, predictability, and performance of systems, particularly in aerospace, transportation, energy, and critical infrastructure sectors.

Research in this area covers several key axes. We develop advanced methods for software testing, focusing on early defect detection and safety property validation. We also use safety arguments and formal verification to assess and quantify confidence in systems. Our research includes the study and scaling of real-time systems to meet the performance and responsiveness requirements of critical applications. Finally, we address these issues from the perspective of resilience and quality of service (QoS) compliance, as demonstrated by our work on proactive and adaptive strategies for managing QoS in the cloud continuum to optimize the performance of distributed systems.

Distributed Algorithms

Research in this area focuses on the design and analysis of distributed algorithms in computer networks and distributed systems. The scope is broad, ranging from theoretical studies of the properties of certain distributed algorithms (e.g., consensus) based on communication graphs to more applied research on parallel algorithms, federated learning, and distributed resource allocation in cellular networks, data center networks, and LPWANs. Major results have been achieved, particularly in fast local rerouting in networks and in measuring and improving the performance and robustness of Internet routes.

Methodologically, our research is based on a wide range of theoretical tools, including graph theory and mathematical optimization, as well as more original approaches such as combinatorial topology, stochastic optimal control, probabilistic analysis, and game theory. The emphasis is on the theoretical analysis of algorithm properties and the derivation of worst-case performance guarantees. However, experimental validation of the proposed algorithms is not neglected; our work relies on either in-vitro data from experimental platforms or in-vivo measurements from operational networks and systems.

AREAS OF

RESEARCH AND APPLICATIONS

Our research focuses on systems and applications with stringent requirements in terms of quality of service, real-time constraints, dependability, resilience, and security.

DISCIPLINARY FIELDS

COVERED IN OUR DEPARTMENT

DEPARTMENT TEAMS

The activities of the RISC department are conducted within two teams, TRUST and SARA, whose complementary research areas address the diverse challenges posed by the heterogeneity, dynamism, and criticality of processing and communication infrastructures and systems.

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sara

Khalil Drira

The SARA team works on new-generation networks and communication systems.

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trust

Hélène Waeselynck

A computing system is said to be "trustworthy" if it delivers a service in which users can have justified confidence. The TRUST team is interested in the methods, tools and processes that enable trust to be justified. *TRUST was created …

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Latest publications

THESIS / HDR

2025

Lamoussa Sanogo, Thèse: Sécurité pour l’Internet des objets : mécanismes matériels d’authentification pour objets communicants

Abdel Kader Chabi Sika Boni, Thèse: Architectures et algorithmes intelligents pour les systèmes IoT autonomes

Maria Laura Brzezinski Meyer, Thèse: De la théorie à l'application industrielle : sélection et évaluation fondées sur des principes des méthodes de tests de non-régression

Aléxis Génèrès, Thèse: Approches dynamiques de gestion du cache mémoire partagé pour un système multi-critique sur processeur multi-coeur

Luca Vittorio Sartori, Thèse: Génération de mondes virtuels pour tester des robots autonomes en simulation

Stanislas Pedebearn, Thèse: Vers une approche collaborative pour l'orchestration de services dans les réseaux multi-domaines interalliés

Nicola Accettura, Habilitation à diriger des recherches: Scalable and energy efficient communications in the Internet of Things

2024

Juan Chafla Altamirano, Thèse: VERS UNE GESTION AUTONOMIQUE DE RÉSEAU ALIMENTÉE PAR DRL, SDN ET GAN POUR L’OPTIMISATION DU ROUTAGE

Zheng Zhou, Thèse: IoT omniprésent grâce aux communications spatiales

Sami Yangui, Habilitation à diriger des recherches: Service Lifecycle Management in the Cloud Continuum

2023

Nicolas Amat, Thèse: Un cadre polyédrique pour les problèmes d'accessibilité dans les réseaux de Petri

Balakrishna Prabhu, Habilitation à diriger des recherches: Some applications of asymptotic analysis in communication networks

Clément Cassé, Thèse: Prévision des performances des services Web en environnement Cloud

Laurent Chasserat, Thèse: Trading-off throughput and energy-efficiency in long range wide area networks

Rémi Adelin, Thèse: Protection des données des véhicules connectés : une approche cryptographique reposant sur le chiffrement basé attributs

Cyrius Nugier, Thèse: Adaptation d'Outils Cryptographiques pour un Contexte Post-Quantique

Raul Sena Ferreira, Thèse: Développement d'un cadre générique pour surveiller et gérer la sécurité des systèmes autonomes pendant l'exécution

Florent Galtier, Thèse: Sécurité des réseaux sans-fil à courte et longue portée basée sur des mécanismes de monitoring de la couche physique

Yandika Sirgabsou, Thèse: Proposition d’une approche dirigée par les modèles pour la sûreté de fonctionnement logicielle - Application à l'architecture logicielle des véhicules connectés et autonomes

Nikolena Christofi, Thèse: Améliorer le diagnostic en opération par une approche de modélisation interdisciplinaire

2022

Yassir Idmessaoud, Thèse: Évaluation de l'incertitude dans des argumentaires de sûreté : une approche basée sur la théorie de Dempster-Shafer

Raoua Chakroun, Thèse: un schéma efficace de dissémination des informations urgentes pour les réseaux véhiculaires émergents

Yuxiao Mao, Thèse: Détection dynamique d'attaques logicielles et matérielles basée sur l'analyse de signaux microarchitecturaux

Daniel Loche, Thèse: Prévention des fautes temporelles sur architectures multicoeur pour les systèmes à criticité mixte

Romain Cayre, Thèse: Approches offensives et défensives pour la sécurité des protocoles de communication sans fil de l'IoT

Nour El Houda Nouar, Thèse: Une approche centrée-coût pour la gestion du cycle-de-vie des Services Réseaux Virtualisés

2021

Jean Ibarz, Thèse: Equilibrage de charge efficace et adaptatif avec contraintes temporelles pour les véhicules connectés

Josué Castañeda Cisneros, Thèse: Vers une approche de l'orchestration sans coordination pour gérerla reconfiguration cohérente des services dans les environnements NFV multi-domaines

Kassem Asfour, Thèse: Modélisation numérique de la propagation d'ondes en milieux complexes : application aux milieux granulaires non consolidés

Eric Lubat, Thèse: Produit Synchrone de Réseaux de Petri temporel et ses Applications au Diagnostic de Fautes

Clément Robert, Thèse: Génération et analyse de tests pour les systèmes autonomes

Kokouvi Benoit Nougnanke, Thèse: Vers un management basé ML des Réseaux SDNs

Clovis Anicet Ouedraogo, Thèse: Sur la gestion de la QoS dans les plates-formes IoT compatibles NFV

Malcolm Bourdon, Thèse: Détection d'intrusion basée sur l'analyse de compteurs matériels pour des objets connectés

Yann Argotti, Thèse: Etude des caractères essentiels de la qualimétrie appliqués au développement du logiciel embarqué

Karima Khadir, Thèse: Vers une approche de découverte et de sélection distribuées des services IoT basées sur des avatars autonomes

Xin Yi, Thèse: Améliorer l'innovation en conception conceptuelle

Tanissia Djemai, Thèse: Placement optimisé de services dans les architectures fog computing et internet of things sous contraintes d'énergie, de QoS et de mobilité

El-Fadel Bonfoh, Thèse: VTL : Une Architecture Stable pour la Conception, l'Implémentation, et le Déploiement de Protocoles de Communication d'Internet

Samir Medjiah, Habilitation à diriger des recherches: Vers la Softwarization et Virtualisation de Piles de Communication

2020

Ioanna Stypsanelli, Thèse: Conception Optimale et Gestion des Ressources des Infrastructures Fog pour des Réseaux Véhiculaires

Thi Thuy Nga Nguyen, Thèse: Ordonnancement garantissant l’équité proportionnelle des utilisateurs mobiles basé sur une connaissance partielle des conditions futures des canaux

Soufian Toufga, Thèse: Vers des réseaux véhiculaires (VANET) programmables grâce à la technologie SDN (software defined network)

Quentin Ricard, Thèse: Détection autonome de trafic malveillant dans les réseaux véhiculaires

Imane Oussakel, Thèse: Métrologie et management des réseaux cellulaires 4G/5G

Christophe Bertero, Thèse: Perception de l'environnement urbain à l'aide d'une flotte de capteurs sur des vélos : application à la pollution de l'air

Aliénor Damien, Thèse: Sécurité par analyse comportementale de fonctions embarquées sur plateformes avioniques modulaires intégrées

Santiago Duran, Thèse: Allocation de ressources avec environnements observables et non-observables

Jonathan Roux, Thèse: Détection d'intrusion dans des environnements connectés sans-fil par l'analyse des activités radio

Matthieu Amy, Thèse: Systèmes résilients pour l'automobile : d'une approche à composants à une approche à objets de la tolérance aux fautes adaptative sur ROS

2019

Guillaume Averlant, Thèse: Contrôle d'accès dynamique et architecture de sécurité pour la protection des applications sous Android

Yassine Motie, Thèse: Interopérabilité entre dispositifs hétérogènes en environnement ouvert pour la mise en oeuvre de co-simulation

Karla Gomez Sotelo, Thèse: Méthodologie d'assurance de la qualité pendant la définition des exigences d'un système

Gilles Trédan, Habilitation à diriger des recherches: Capturer des graphes binaires

Lunde Chen, Thèse: Allocation de ressources dans des réseaux définis par logiciels sans-fil multi-domaines

Lola Masson, Thèse: Moniteurs de sécurité pour des systèmes autonomes : élicitation interactive des règles de sécurité

Diego Armando Diaz Vargas, Thèse: L'agilité comme outil pour la gestion de projets d'ingénierie des systèmes.

2018

Julien Duchene, Thèse: Développement et évaluation d'obfuscations de protocoles basées sur la spécification

Pascal Berthou, Habilitation à diriger des recherches: Vers la Dématérialisation des Réseaux Hybrides Satellites et Terrestres

Guillaume Garzone, Thèse: Approche de gestion orientée service pour l'Internet des objets (IoT) considérant la Qualité de Service (QoS)

François Aïssaoui, Thèse: Approche autonome basée sur la sémantique et le point de contrôle pour la gestion de système IoT

Nicolas Seydoux, Thèse: Vers une gestion intelligente des données de l'Internet des Objets

Min Zhu, Thèse: Simulation de systèmes à structure dynamique dans une approche d’ingénierie système basée modèles appliquée au matériel reconfigurable

Gilles Roudiere, Thèse: Détection d'attaques sur les équipements d'accès à Internet

Armel Francklin Simo Tegueu, Thèse: Vers les réseaux guidés par et pour les applications hautement dynamiques.

Matthieu Roy, Habilitation à diriger des recherches: Adaptation dans les systèmes dynamiques : une vision informatique de la résilience

William Excoffon, Thèse: Résilience des systèmes informatiques adaptatifs : modélisation, analyse et quantification

Thierry Sotiropoulos, Thèse: Test aléatoire de la navigation de robots dans des mondes virtuels

Rui Wang, Thèse: Confiance dans un argumentaire de sécurité - un cadre d'évaluation basé sur la théorie des fonctions de croyance

Li Zheng, Thèse: Améliorer la mesure de performance dans les projets d'ingénierie : méthodes pour développer des indicateurs

Ulrich Matchi Aïvodji, Thèse: Technologies respectueuses de la vie privée pour le covoiturage

2017

Mohamed Oulmahdi, Thèse: Architecture Autonome et Extensible pour une Couche de Transport Évolutive. Application aux Communications Aéronautique par Satellites

Inès De Courchelle, Thèse: Vers une meilleure utilisation des énergies renouvelables : application à des bâtiments scientifiques

Imen Mahjri, Thèse: Localisation distribuée et détection des conflits dans les réseaux mobiles sans fil

2016

Emna Mezghani, Thèse: Vers les systèmes IoT autonomiques et cognitifs, application pour la gestion des traitements des patients

Joris Barrier, Thèse: Chiffrement homomorphe appliqué au retrait d'information privé

Carla Sauvanaud, Thèse: Monitoring et détection d'anomalie par apprentissage dans les infrastructures virtualisées

Benoît Morgan, Thèse: Protection des systèmes informatiques vis-à-vis des malveillances : un hyperviseur de sécurité assisté par le matériel

Pierre-Emmanuel Hladik, Habilitation à diriger des recherches: Contribution à la conception et à la vérification de systèmes temps réel — Focus sur l'ordonnancement temps réel

Roberto Pasqua, Thèse: Inférence et modèles de données personnelles : mobilité sociale, proximité spatiale

Sangeeth Saagar Ponnusamy, Thèse: Fidélité de produit de simulation : un approche d'ingénierie de système qualitatif et quantitatif

Marc Bruyère, Thèse: Une approche pure et simple open source pour l'échange Internet simple et pragmatique

Amina Chaabane, Thèse: MULUS : un réseau social distribué pour une consommation sélective de contenus composites

Ikbel Guidara, Thèse: Choix efficace du temps et du QoS pour la composition du service

Rui Xue, Thèse: Amélioration de la coopération entre les ingénieurs Système et les managers dans les projets d'Ingénierie - Vers un processus intégré obtenu par l'alignement des standards et guides de l'Ingénierie Système et de la Gestion de Projet

Wael Zouaoui, Thèse: Synthèse de commande pour des réseaux de communication énergétiquement performants