Détection d'anomalies par raisonnement synergétique sur des graphes de connaissance : application à la gestion des réseaux et à la cybersécurité

La gestion des incidents sur les réseaux informatiques et télécoms, qu'il s'agisse de problèmes d'infrastructure ou de cybersécurité, nécessite la capacité de traiter et d'interpréter simultanément et rapidement un grand nombre de sources d'information techniques hétérogènes en matière de format et de sémantique. Dans cette thèse, nous étudions l'intérêt de structurer ces données dans un graphe de connaissances, et étudions en quoi cette structure permet de maîtriser la complexité des réseaux, notamment pour des applications en détection d'anomalies sur des réseaux dynamiques et de grande taille. À travers une ontologie (un modèle des concepts et relations pour décrire un domaine d'application), les graphes de connaissances permettent en effet de donner un sens commun à des informations différentes en apparence. Nous introduisons pour commencer une nouvelle ontologie permettant de décrire les infrastructures réseaux, les incidents, et les opérations d'exploitation. Nous décrivons de même une architecture pour transformer les données des réseaux en un graphe de connaissance organisé selon cette ontologie, en utilisant les techniques du Web Sémantique pour favoriser l'interopérabilité. Le graphe de connaissance résultant permet d'analyser le comportement des réseaux de façon homogène. Nous définissons ensuite trois familles de techniques algorithmiques pour utiliser les données du graphe, et montrons comment ces techniques peuvent être utilisées pour détecter des comportements anormaux des systèmes et aider les équipes d'exploitation dans le diagnostic d'incidents. Enfin, nous présentons une architecture logicielle pour simplifier les interactions des exploitants avec le graphe de connaissance et les algorithmes d'aide au diagnostique par l'intermédiaire d'une interface graphique spécialisée. Chaque proposition a été testé de manière indépendante par des expérimentations et démonstrations, ainsi que par un panel d'utilisateurs experts depuis l'interface graphique spécialisée dans le cadre d'une solution intégrée.