Safe Composition in Middleware for the Internet of Things

Description

The Internet of Things (IoT) connects sensors, actuators and autonomous objects interacting with each other. These devices are represented by web services. Web services composition often involves conflicts between systems having access to shared devices. In our component-based middleware, our solution allows managing access to shared devices, by generating specific constraint components which guarantee the respect of some predefined composition and adaptation constraints. IoT environments are dynamic; our solution ensures adaptation to its changes by using new generated constraint components and inhibitors to deal with the appearance and disappearance of devices/applications. The main contribution in this work is the definition of a new language DCL (Description Constraint Language) that helps to generate our constraint components by describing generic constraints that must be verified on accesses to shared devices. The whole approach and its associated tools rely on the synchronous paradigm, since it has a well-established formal foundation allowing automatic proofs, and interface with most model-checkers. We can then prove and guarantee a safe composition at runtime for our IoT applications.

Abstract (French)

L'internet des objets connecte des capteurs, des actuateurs et des objets autonomes interagissant les uns avec les autres. Ces dispositifs sont représentés par des services web. La composition des services web doit souvent faire face à des des conflits entre les systèmes ayant accès à des dispositifs partagés. Dans notre intergiciel basé sur une approche composant, notre solution résoud le problème d'accès aux dispositifs partagés en générant des composants spécifiques qui garantissent le respect de contraintes prédéfinies d'adaptation et de composition. L'environnement de l'Internet des choses est dynamique; notre solution assure l'adaptation aux changements en utilisant de nouveaux composants de contrainte et des inhibiteurs qui permettent de prendre en compte l'apparence et la disparition des dispositifs et des applications. La principale contribution de ce travail est la définition du langage DCL (Description Contrainte Language) qui permet de générer automatiquement des composants de contrainte par description de contraintes génériques qui doivent être vérifiées sur les accès aux dispositifs partagés. Notre approche et les outils qui en découle repose sur le paradigme synchrone car c'est un modèle bien fondé qui permet de faire des preuves automatiques et s'interface avec la plupart des model checkers. Nous pouvons ainsi prouver et garantir une composition sure de nos applications dans le domaine de l'internet des choses.

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