Valentin Raymond

Julia Fertil

Camille Mazé

Alexander Mawyer

Sémir, REGNAULT Jean-Marc Wardi

L ' Océanie Convoitée: Histoire

Le Pacifique-Sud entre deux eaux : Convoitises chinoises et souverainetés polynésiennes en tension

Introduction

Les écosystèmes insulaires sont connus pour la richesse de leur biodiversité, mais aussi pour être le lieu d'importantes dégradations environnementales menaçant leur durabilité 1 . L'exploitation de la biodiversité marine renforce ainsi la crainte de certaines populations face à l'accaparement de ressources alimentaires et économiques, de même qu'elle conduit à des stratégies d'adaptation dans une période de changement climatique et de dégradation croissante des écosystèmes 2 .

Dans le Pacifique-Sud, les pays et territoires membres de la Communauté du Pacifique (CPS) représentent une richesse marine exceptionnelle avec une surface globale de Zones Économiques Exclusives (ZEE) d'environ 40 millions de kilomètres carrés. Ces territoires et leurs eaux territoriales suscitent un vif intérêt des puissances extérieures à la région 3 4 , menant par exemple à la conclusion d'accords sectoriels à l'image de la pêche des thonidés par des flottes américaines et européennes 5 . Mais ces eaux territoriales et leurs ressources font également l'objet de stratégies multisectorielles, à commencer par le narratif des États du Pacifique-Sud dénommée « Pacifique bleu » 6 , les stratégies occidentales « Indo-Pacifique » 7 ou encore les « Nouvelles routes de la soie » de la République Populaire de Chine (RPC) 8 9 .

Depuis les années 1990, la RPC est progressivement devenue un acteur majeur dans l'océan Pacifique. Elle y a activé, comme dans l'océan Indien, des leviers d'influence à la fois économique, diplomatique et politique, de telle sorte que sa présence est devenue source d'inquiétudes pour les États insulaires du Pacifique, les puissances régionales mais aussi extérieures 10 . Le gouvernement et certaines entreprises chinoises voient par exemple l'économie bleueentendue comme l'ensemble des activités économiques relatives à l'océan -à la croisée d'enjeux économiques et stratégiques 11 12 . Or les activités comme la pêche et l'aquaculture, l'extraction minière et d'hydrocarbures ou encore le transport maritime font peser sur les écosystèmes marins le risque de dégradations que les présences chinoises pourraient exacerber.

Parfois exagérées 13 , les présences chinoises sont présentes localement dans des discours allant des pêcheurs jusqu'aux gouvernants, contribuant à l'émergence de polémiques relatives à l'accès et à l'exploitation des océans. Au-delà du sentiment de dépossession et d'exploitation abusive des océans qu'ils éveillent, ces exemples révèlent les enjeux de préservation et d'exploitation de la biodiversité marine et les frictions qui y sont liées 14 . Or la manière dont les présences chinoises impactent socialement et politiquement les territoires insulaires demeure sous-étudiée 15 . Non seulement les conséquences sur la préservation des écosystèmes marins et la sécurité alimentaire des populations locales, mais aussi les possibles transformations des relations à l'environnement et les modalités de gouvernement des ressources naturelles. D'autant que certaines populations du Pacifique-Sud revendiquent la souveraineté en matière de définition des conditions d'exploitation des océans 16 17 .

Plutôt que de tenir pour responsable la RPC des dégradations environnementales de la région, il s'agit donc à la fois d'identifier les présences chinoises pour en saisir la pluralité et l'éventuelle spécificité, ainsi que de comprendre dans quelles mesures les dynamiquesqu'elles soient marchandes, coloniales, alimentaires, environnementales -sont susceptibles de bouleverser les relations entretenues entre les communautés littorales et leurs environnements marins. Les présences chinoises, si tant est qu'elles se différencient d'autres actions étatiques ou extra étatiques par leurs natures et leurs impacts sur les écosystèmes, mériteraient alors une attention tout autant nuancée et détaillée que les dynamiques d'autres acteurs de la région.

La Polynésie française, avec 118 îles réparties en cinq archipels, environ 280 000 habitants et une ZEE de plus de 4,5 millions de km² fait partie des nouvelles zones d'intérêts pour des acteurs économiques, politiques et diplomatiques chinois (figure 1). Collectivité d'Outre-Mer (COM) de l'État français, la Polynésie française dispose d'un statut d'autonomie renforcée 18 , d'une histoire marquée par l'immigration chinoise 19 ainsi qu'une riche biodiversité qui en font 10 SMITH, Graeme, WESLEY-SMITH, Terence, The China Alternative: Changing Regional Order in the Pacific Islands, Australian National University Press, 2021. Les intérêts divergents que les présences chinoises en Polynésie française soulèvent sont particulièrement visibles dans le secteur de l'économie bleue.

Des écosystèmes marins sous influences chinoises ?

Une dépendance protéiforme autour de la production perlicole

En Polynésie française, les huîtres perlières (Pinctada Margaritifera) sont principalement élevées dans les archipels des Tuamotu et des Gambier, qui totalisent à eux seuls 96 % de la surface exploitée en 2020 42 3). L'impossibilité pour les acheteurs et greffeurs chinois de se rendre en Polynésie a fortement impacté la production et les exportations de perles dans un secteur déjà en difficulté depuis 2018. Par ailleurs, en ayant recours au plastique pour protéger les huîtres perlières des prédateurs, les lagons polynésiens qui comptent le plus de fermes perlières sont fortement sujets à la pollution au microplastique, menaçant ainsi la santé des écosystèmes lagonaires audelà de la filière perlière [START_REF] Gardon | Microplastics contamination in pearl-farming lagoons of French Polynesia[END_REF] .

Exploitation fulgurante des holothuries polynésiennes

Les holothuries, également appelées bêche ou concombres de mer, appartiennent à la famille des échinodermes, aux côtés des oursins et des étoiles de mer. Ces espèces jouent un rôle essentiel dans les écosystèmes marins, contribuant au recyclage de nutriments, à nettoyer les fonds marins de même qu'ils partagent de nombreuses synergies avec d'autres espèces marines.

Ils subissent toutefois, quel que soit l'océan, des pressions importantes compte tenu du développement trop rapide de pêcherie liée à la forte demande sur le marché asiatique [START_REF] Anderson | Serial exploitation of global sea cucumber fisheries[END_REF] .

Principalement des denrées alimentaires, certaines espèces sont aussi utilisées à des fins cosmétiques et pharmaceutiques. À l'image de la Polynésie française, de Pierre-et-Miquelon et de la Nouvelle-Calédonie, certains territoires français ne sont pas épargnés par ces dynamiques de surexploitation49 .

Les holothuries, rori en tahitien, sont pêchées dans des quantités limitées par les populations polynésiennes, à l'image de quelques îles des Australes et des Marquises connues pour les manger crues ou cuites. Historiquement, le faible intérêt alimentaire pour ces espèces s'explique peut-être partiellement par le fait que « les anciens croyaient que les esprits des morts séjournaient quelque temps dans les "rori" avant de se rendre en d'autres lieux. Aussi utilise-t-on encore maintenant des "rori" pour faire cesser les infestations par les esprits des défunts »50 .

Tout Le passage de ces espèces en ressource a certainement eu des conséquences sociales et écologiques majeures. Bien que mal documenté, on imagine sans peine les bouleversements à la fois pour les écosystèmes marins face à une surexploitation d'espèces déterminantes pour la santé des lagons, mais aussi pour les populations locales qui se sont investies dans la pêche à l'holothurie puis ont stoppé cette activité face à la réglementation naissante du Pays. D'ailleurs, certaines populations locales ont craint, face au développement fulgurant de cette pêcherie au tournant des années 2010, la surexploitation des holothuries [START_REF] Stein | Mise au point et application de la réglementation sur la pêche des holothuries en Polynésie française[END_REF] . À ce jour, le Pays souhaite mettre au point un élevage de rori, les expérimentations sont en cours.

Dans ce contexte, certaines espèces marines deviennent des ressources exportables sur le marché chinois. Le gain économique qu'elles représentent, quitte à peser sur la santé des écosystèmes, entraîne ainsi les populations locales et leur environnement dans de nouvelles relations.

Investisseurs chinois et projet de ferme aquacole controversé à Hao

La sud-coréens et vanuatais [START_REF] Cour Des Comptes | La Gestion et la protection de la Zone Économique Exclusive de Polynésie française[END_REF] . Tandis que ces navires ne privent pas directement les populations locales de ressources historiques, à l'image d'un « accaparement de l'océan » 62 stricto sensu, elles exercent de fortes pressions sur certaines espèces marines et exacerbent un sentiment de pillage des océans. Ces navires étrangers sont assimilés à des « racleurs d'océans » 63 64 , usant de techniques prohibées en Polynésie française pour leurs effets néfastes, à la fois sur les espèces ciblées mais aussi sur les écosystèmes marins, à l'instar des captures accidentelles. Ce sentiment est renforcé par l'échouage sur les côtes polynésiennes de Dispositifs de Concentration de Poissons (DCP) dérivants. Grâce à leur capacité à créer des chaînes trophiques attirant de grandes quantités de thonidés, ces récifs artificiels mobiles seraient surtout lâchés par des senneurs de part et d'autre de la ZEE tout en étant localisés à l'aide de balises GPS (figure 4). Ainsi, l'arrivée à partir du XIXe siècle de travailleurs en Polynésie française rompt avec l'idée d'une présence chinoise récente et s'inscrit avant tout dans une histoire coloniale et globale. À ce jour, si la RPC montre un intérêt croissant bien que modeste en Polynésie française, ce territoire ultramarin demeure la chasse gardée de la France. Mais la balance commerciale déficitaire du territoire ultramarin et son autonomie grandissante force ses dirigeants à chercher à la fois des investissements étrangers, ainsi qu'à réduire sa dépendance économique vis-à-vis de l'Hexagone, à l'image des quelques rapprochements sino-polynésiens en matière d'économie bleue. Les présences chinoises contemporaines éveillent ainsi des conflits à la fois entre préservation et développement, mais aussi entre souverainetés françaises, polynésiennes et locales. Une étude de différents secteurs de l'économie bleue rend ainsi compte avant tout de la complexité des influences chinoises en Polynésie française, allant des marchés internationaux de la perle et de l'holothurie à une main-d'oeuvre qualifiée pour la perliculture, ou encore à des sentiments d'exploitation abusive et de dépossession des ressources en thonidés. C'est aussi dans la manière dont sont reconfigurées les relations entre populations locales et océan que les présences chinoises se font ressentir. Les politiques de la mer, comme les populations locales, sont finalement prises entre exploitation des ressources et préservation, ou encore entre les conflits opposant l'État et le Pays.

Tandis que les relations internationales et la science politique avaient déjà fait la part belle aux relations entre la RPC et Pays insulaires du Pacifique 66 67 68 , ce chapitre avait pour ambition première d'étudier ces relations au prisme de l'économie bleue d'une part et des relations entre environnement marin et communautés locales de l'autre. La Polynésie française, bien que territoire ultramarin français marqué par une organisation politique et institutionnelle singulière et la persistance de formes de colonialité des pouvoirs [START_REF] Maclellan | Stable, Democratic and Western: China and French Colonialism in the Pacific[END_REF] , illustre en outre les transformations sociales et écologiques sous-jacentes à l'exploitation des océans.

Finalement, ce chapitre pourrait être complété par une analyse dédiée à chacun des secteurs de l'économie bleue, parcourant en profondeur leurs spécificités socio-historiques, les conséquences en matière de gouvernement de la mer ou encore les relations entre communautés locales et océan. D'autant que certains secteurs de l'économie bleue n'ont pas fait l'objet de ce chapitre, alors qu'ils revêtent des enjeux à la frontière de la préservation environnementale et de la souveraineté, de la gouvernance et du respect des droits et coutumes des populations locales, à l'image de l'exploitation minière en milieu marin [START_REF] Tilot | The Concept of Oceanian Sovereignty in the Context of Deep Sea Mining in the Pacific Region[END_REF] . Dans un contexte de changements globaux, il devient urgent d'étudier les présences chinoises dans le Pacifique-Sud non seulement pour ce qu'elles sont, mais aussi dans les reconfigurations sociales, écologiques et politiques qu'elles entrainent.

  un cas d'étude particulièrement intéressant pour appréhender une présence chinoise riche et complexe dans le Pacifique-Sud.

Figure 1 :

 1 Figure 1 : La Polynésie française dans l'océan Pacifique, Délégation polynésienne aux investissements Or contrairement à des territoires souverains de la région, les dirigeants et investisseurs chinois se sont montrés moins intéressés par les territoires ultramarins français. L'une des raisons tient peut-être à l'héritage et la continuité de certaines dynamiques coloniales qui traversent encore ces territoires et leurs populations 20 .

Figure 2 :

 2 Figure 2 : Temple Kanti, Papeete, Tahiti, 19/02/2022 © Valentin Raymond Majoritairement d'origine Hakka 29 , la communauté chinoise de Tahiti n'en est pas moins hétérogène, que ce soit du fait des différentes périodes d'immigration, dans le rapport individuel à la diaspora chinoise ou encore à la mémoire communautaire. D'ailleurs, l'intégration de ces derniers à la société polynésienne semble progressive, si bien que la notion de communauté chinoise est devenue inopérante à partir des années 1960 30 . L'intégration n'est pas le simple fait d'une politique de naturalisation, mais aussi d'une volonté des communautés de s'intégrer à la société polynésienne, non seulement en matière de vie économique, mais aussi religieuse et politique.

Figure 3 :

 3 Figure 3 : Atelier de greffeur d'huître perlière, Tikehau, 12/07/2021 © Valentin Raymond La crise du COVID-19 a malheureusement illustré les limites de ces interdépendances.L'impossibilité pour les acheteurs et greffeurs chinois de se rendre en Polynésie a fortement impacté la production et les exportations de perles dans un secteur déjà en difficulté depuis 2018. Par ailleurs, en ayant recours au plastique pour protéger les huîtres perlières des prédateurs, les lagons polynésiens qui comptent le plus de fermes perlières sont fortement sujets à la pollution au microplastique, menaçant ainsi la santé des écosystèmes lagonaires audelà de la filière perlière[START_REF] Gardon | Microplastics contamination in pearl-farming lagoons of French Polynesia[END_REF] .

  comme en Nouvelle-Calédonie, l'exploitation commerciale des holothuries en Polynésie française débute au XIX e siècle, avec une logique extractiviste et coloniale. En 2008, cette activité entre dans une nouvelle dimension, menaçant la santé des écosystèmes marins. C'est entre 2008 et 2012 que l'activité se développa à Tahiti et Moorea, si bien que l'exportation des bêches de mer atteint des records (tableau 1). Les exportations se concentrent alors en totalité vers Hong-kong, coeur du marché d'holothurie.Tableau 1 : Évolution des exportations de bêches de mer51 Depuis 2012, la pêche commerciale a été réglementée par la Direction des Ressources Marines (DRM) avec pour objectif de préserver les espèces principalement ciblées par la traçabilité, l'imposition de taille minimale de capture et de quotas, l'établissement de zones de réserve et de mesures concernant les techniques et pratiques de pêche. À ce jour, la gestion est décentralisée au travers de comités de gestion locaux. En 2019, trois espèces d'holothuries, dont deux présentes en Polynésie française, ont été ajoutées à l'Annexe II de la CITES en raison de la menace qui pesait sur leur conservation, l'exportation de ces espèces est dorénavant soumise à l'obtention d'un permis.

Figure 4 :

 4 Figure 4 : Balises GPS de DCP dérivants suspendus à Taiohae, Nuku-Hiva, 06/05/2022 © Valentin Raymond Or la flotte de pêche chinoise, par ailleurs largement médiatisée, cristallise en Polynésie française ce sentiment de pillage océanique doublé à l'idée que les efforts de pêche étrangers et polynésiens sont sans commune mesure. La présence fréquente de navires de pêche chinois au port de Papeete, l'échouage de plusieurs navires aux Tuamotu sont autant d'éléments qui font naître des polémiques sur le pillage chinois dans les eaux polynésiennes.

  11 SZADZIEWSKI, Henryk, « Converging anticipatory geographies in Oceania: the Belt and Road Initiative and look North in Fiji » in : Political Geography, 77, 2020, p. 102-119. 12 SZADZIEWSKI, Henryk, « Everyday geoeconomics: The belt and road initiative in Oceania » in : Geographical Research, 59(3), 2021, p. 483-488. 13 SAUTEDÉ, Éric. « La Chine dans le Pacifique Sud : tropisme, défiance et normalisation » in : Hermès, La Revue, vol. 65, no. 1, 2013, p. 68-71.

	14 FRIEDLANDER, Alan M., «Marine conservation in Oceania: past, present, and future » in : Marine Pollution
	Bulletin, 135, 2O18, p. 139-149.
	15 ASHALYNA, Noa, « China and the Pacific: the view from Oceania » in : Political Science, 70(3), 2018, p.
	266-268.
	16 BAMBRIDGE, Tamatoa, D'ARCY, Paul, MAWYER, Alexander, « Oceanian Sovereignty: rethinking
	conservation in a sea of islands » in : Pacific Conservation Biology, vol. 27, n o 4, 2021, p. 345.

17

MAWYER, Alexander, JACKA, Jerry K., « Sovereignty, conservation and island ecological futures » in : Environmental Conservation, vol.

45

, n o 3, 2018, p. 238-251. 18 Loi organique n° 2004-192 du 27 février 2004 portant statut d'autonomie de la Polynésie française. 19 SAURA, Bruno, Tinito : la communauté chinoise de Tahiti, Pirae, Tahiti, Polynésie française, Au vent des îles, 2003.

Multiples ressorts d'une présence chinoise en territoire ultramarin français De la genèse coloniale de la diaspora chinoise à sa créolisation

	entourent les écosystèmes marins et côtiers de Polynésie française, dans leur profondeur
	historique et dans le contexte contemporain du changement global 23 . Cette approche nous
	permet d'analyser les tensions entre conservation et exploitation qui sévissent dans la région,
	tout en questionnant les dimensions relatives à leur gouvernance et notamment les modalités
	de souveraineté qu'elles cristallisent.
	Hormis les rencontres éphémères de marins embarqués à bord de navires à voiles durant la
	première moitié du XIX e siècle, la présence chinoise en Polynésie française est indissociable
	de l'histoire coloniale. L'effondrement de la production de coton lors de la guerre de Sécession
	aux États-Unis incita l'entrepreneur britannique William Stewart à implanter une plantation à
	Tahiti, conduisant à l'arrivée d'un millier de travailleurs chinois en 1865. Toutefois, la majorité
	des travailleurs repartirent en Chine concomitamment à la faillite de la plantation, en 1874, si
	bien que l'immigration chinoise ne se pérénise qu'au début du XX e siècle. Qualifiés parfois
	« d'aventuriers marchands » 24 , les immigrés chinois investirent les principaux secteurs qui
	Ainsi ce chapitre ouvre la voie à une étude de l'influence -réelle ou supposée -de la RPC sur
	les écosystèmes marins et les communautés qui en dépendent dans un territoire du Pacifique
	régi par un pluralisme non seulement juridique et culturel 21 mais aussi politique. Tandis que
	les présences chinoises s'accentuent dans le Pacifique-Sud, dans quelles mesures ces présences
	autour de l'économie bleue polynésienne bouleversent le gouvernement de la mer et
	reconfigurent les relations entre humains et océan? Ce chapitre est le fruit de recherches
	conduites dans le cadre du projet scientifique Polycone -pour un usage durable des cônes
	marins de Polynésie française -qui s'intéresse aux modalités d'un gouvernement durable et
	éthique des océans.
	Pour faciliter l'étude des multiples dynamiques sino-polynésiennes, les regards
	anthropologiques, socio-historiques et politistes seront combinés. La lecture des confrontations
	étatiques et des enjeux géopolitiques, stratégiques et militaires mériterait dès lors d'être
	nuancée pour révéler la complexité des relations de pouvoir et des rapports de force à l'oeuvre
	22 . Nous proposons ainsi d'analyser, à l'aide de la sociologie et de l'anthropologie politique de
	la mer, les enjeux qui s'entremêlent autour des modes de régulation et des tensions qui

structurent à cette époque l'économie locale, à l'image de la vanille, du coprah ou de la nacre. Ils figurent rapidement parmi les plus importants groupes commerciaux, allant de simples marchands à des activités d'import-export

25

.

L'immigration chinoise coïncide par ailleurs avec les dynamiques de dépeuplement progressif et tragique des populations autochtones tout au long du XIX e siècle, non seulement en Polynésie française, mais dans l'ensemble du Pacifique oriental. Sur l'île de Tahiti par exemple, la population indigène ne comptait que 5 960 personnes en 1881, soit environ 4 % de la population au moment des premières rencontres avec les Européens un siècle plus tôt

26

. Une attention sensible à ces histoires sociodémographiques serait nécessaire pour comprendre l'incidence de telles dynamiques sur la société polynésienne de l'époque. C'est dans ce contexte qu'à Tahiti, la communauté chinoise s'est structurée autour d'organisations culturelles, religieuses et par la suite politiques. La Chinese Nationalist League of Papeete voit le jour dès 1918, ainsi que la première école chinoise Koo Men Tong ou encore en 1921, l'association Philanthropique Chinoise de l'Océanie française 27 . Cette dernière figure parmi les plus anciennes associations culturelles chinoises de Polynésie française, sa création avait pour triple objectif « d'enseigner et promouvoir la culture chinoise, d'aider les membres de la communauté chinoise et d'entretenir les liens avec la Chine ». Un modeste temple chinois fut par ailleurs construit en 1937, avant d'être remplacé par le temple Kanti de Papeete (figure 2) 28 . L'installation pérenne des populations chinoises en Polynésie française, ainsi que la reconnaissance de la République Populaire de Chine par la France en 1964 conduisent à leur naturalisation progressive. S'en suivra notamment la défense des intérêts de la communauté chinoise à Tahiti avec la création de partis politiques.

  Aujourd'hui, l'idée de créolisation de la société polynésienne est pourtant reprise pour insister sur le métissage ethnique à l'oeuvre31 , à tel point que la notion de diaspora ne serait plus valable32 . Certains traits de la culture chinoise sont toutefois présents en Polynésie française, ne seraitce que l'importance du Nouvel An chinois ou les habitudes alimentaires dans la gastronomie polynésienne, qui force à nuancer l'idée d'indigénisation des Polynésiens d'origine chinoise. D'autant plus qu'un rapprochement culturel qui consiste à comprendre les origines et renouer des liens avec leurs origines chinoises peut s'observer. Une telle dynamique pourrait être liée l'émergence d'une politique bilatérale entre la République Populaire de Chine et la Polynésie française.Depuis les années 2000 et plus particulièrement dans la dernière décennie se sont renforcées les relations entre la RPC et la Polynésie française, notamment sur la base de liens historiques33 . Tant du côté polynésien que chinois, responsables politiques et représentants diplomatiques ont accentué les rencontres bilatérales avec pour objectif affiché le développement des relations économiques et culturelles.Ainsi le voyage enChine en 2002 de Gaston Flosse, à l'époque Président de la Polynésie française, eut pour but de développer les liens économiques entre les deux territoires. L'inauguration le 12 septembre 2007 à Papeete d'un Consulat de Chine témoigne d'une même volonté de renforcer les relations bilatérales. Au-delà du renforcement de ses liens avec la Polynésie française, ce « premier Consulat chinois aux DOM-TOM français » représente également pour la RPC l'affirmation de sa présence dans le Pacifique-Sud 34 . Par ailleurs, on observe une accentuation des relations culturelles, renouant avec les liens historiques, comme l'ouverture d'un institut Confucius en 2013 sous la Présidence d'Oscar Temaru. Dirigeant indépendantiste, ce dernier ne cache d'ailleurs pas sa fierté devant ses origines chinoises, des îles Cook et de Tahiti.indépendance vis-à-vis de la France. À cela s'ajoute le déséquilibre marqué par une histoire coloniale ayant fracturé économiquement le territoire polynésien, avec Tahiti d'un côté et les autres îles de l'autre 37 . Les eaux territoriales semblent dans ce contexte être une aubaine pour la politique de développement et de soutien des archipels éloignés, perspective dans laquelle les investisseurs étrangers semblent plus que bienvenus pour les dirigeants successifs du Pays.Ainsi, la RPC porte un intérêt grandissant à ses relations avec la Polynésie française, au niveau politique, diplomatique et culturel, mais aussi concernant ses ressources halieutiques, ce qui n'est pas sans éveiller une certaine réticence de l'État français. Si le développement des relations culturelles, diplomatiques et économiques est impulsé par les responsables politiques polynésiens tels que Édouard Fritch, Oscar Temaru et Gaston Flosse, les responsables politiques français ont une position divergente à ce sujet. C'est ce que souligne en 2021 la déclaration du président Macron à propos du projet de ferme aquacole à Hao, affirmant que « [l']on ne peut pas être français un jour et chinois le lendemain » 38 . La France accueille avec méfiance l'entrée de la puissance chinoise dans le Pacifique-Sud, la conduisant à devoir être en concurrence avec d'autres États au sein même de ses territoires d'Outre-mer tels que la Polynésie française 39 . Pacifique 40 . La Polynésie française et ses écosystèmes marins se trouvent ainsi pris au coeur d'enjeux d'influences et d'intérêts entre puissances françaises et chinoises. Bien que la France se soit dotée d'une stratégie Indo-Pacifique depuis les années 2010 41 , force est de constater les difficultés posées par le statut d'autonomie de la Polynésie française, limitée sa capacité de décision en matière d'économie bleue et d'investissements étrangers.

	Intérêts bilatéraux autour de l'économie bleue
	Chasse gardée française et manoeuvres extra-légales
	37 MERCERON, François, MORSCHEL, Jean, « Tahiti et ses périphéries insulaires : formation et crise d'un
	espace centralisé », Hermès, La Revue, 65, 2013, p. 56-63.
	38 MARQUANT, Christophe, « Emmanuel Macron enterre la ferme aquacole de Hao mais y implante le RSMA
	» in : Polynésie la 1 ère , 2021.

29

COPPENRATH, Gérald, Les Chinois de Tahiti : De l'aversion à l

'assimilation, 1865-1966

, Paris: Société des Océanistes, 1967, 144 p. 30 SAURA, Bruno, Tinito : la communauté chinoise de Tahiti, op. cit. 31 MA MUNG E., MU SI YAN L., SAURA, Bruno, Diasporas chinoises et créolisations, Paris, France, Éditions You Feng, 2016, 251 p. 32 TRÉMON, Anne-Christine, Chinois en Polynésie française : migration, métissage, diaspora, op. cit., 425 p.

à Pourtant, depuis 1996 la Communauté de Polynésie française (CPF) acquiert une compétence générale en matière d'exploration, d'exploitation et de protection des ressources de la zone. L'État français dispose, pour sa part, de compétences de surveillance et de défense de la zone ; elle est également tenue de fournir une assistance technique via ses administrations nationales et ses institutions scientifiques. Juridiquement, la France n'a pas de compétence légale pour intervenir dans la gestion et l'exploitation des ressources marines en dehors de ces activités régaliennes. Lorsqu'il s'exprime sur le projet de Hao en juillet 2021, le Président Macron use de son statut pour faire autorité en dehors du cadre légal conféré à l'État. Cette prise de position illustre l'embarras de l'État français et la manière dont le Président n'hésite pas à avoir recours à un cadre extra-légal pour peser sur les affaires internes polynésiennes. En effet, le développement des relations sino-polynésiennes s'intègre dans un contexte géopolitique et stratégique des Nouvelles routes de la soie que les puissances occidentales, dont la France, observent avec crainte, lui préférant en opposition le développement d'une stratégie Indo-39 FISHER, Denise, « One Among Many: Changing Geostrategic Interests and Challenges for France in the South Pacific » in : Les Etudes du CERI, vol. 216, 2015, p. 1-41. 40 VERON, Emmanuel et LINCOT, Emmanuel, « Polynésie française et Océanie : quelles stratégies chinoises ? » in : The Conversation, 2018. 41 GROSSER, Pierre, « Y a-t-il une tradition « indo-pacifique » française ? » in : Revue Défense Nationale, n° 844, 2021, p. 40-44.

  . L'exploitation de ces huîtres à lèvres noires a beaucoup évolué depuis les premiers contacts des Européens avec les territoires de Polynésie française, et a conduit à des transformations sociales et écologiques dont les présences chinoises révèlent quelques caractéristiques. Voyons cela à travers trois présences chinoises autour des huîtres perlières.Avant le commerce contemporain de perles, l'exploitation des huîtres perlières se concentrait autour de l'exportation de la nacre contenue à l'intérieur des parois de l'huître. Depuis l'intensification des contacts avec les Européens au XVIII e siècle, l'exploitation de la nacre croît et avec elle le spectre d'une surexploitation. Récemment arrivés en Polynésie française, c'est entre autres dans cette économie naissante que les chinois s'engagèrent, à une époque où la nacre était utilisée pour la conception de boutons à usage vestimentaire. Si bien qu'en 1962, sept exportateurs sur les douze que compte la Polynésie française sont chinois[START_REF] Saura | Tinito : la communauté chinoise de Tahiti[END_REF] . Néanmoins,

la transformation des huîtres perlières en ressource modifie profondément les équilibres écologiques lagonaires et ces économies insulaires. À tel point que ces logiques extractives durant près d'un siècle menacèrent la survie de l'espèce en Polynésie, contraignant à partir de 1874 les pouvoirs publics français à interdire progressivement la pêche d'huîtres dans les lagons les plus touchés.

En 1961, c'est dans les décombres de l'exploitation nacrière qu'est né l'élevage d'huître perlière. Les Chinois-Tahitiens jouèrent aux côtés des Français un rôle central dans l'émergence de la filière et notamment lors des premières tentatives d'élevage ainsi que le développement marchand. Bien qu'ils n'en fussent pas à l'initiative, certains d'entre eux investirent dans l'économie naissante de la perliculture. Robert Wan, qualifié aujourd'hui d'empereur de la perle, est l'un d'entre eux. La naissance de la perliculture va néanmoins entraîner des conflits avec les populations locales des Tuamotu en imposant un régime foncier basé sur des logiques occidentales de domaine public maritime en opposition avec les régimes fonciers Paumotu

[START_REF] Rapaport | Between Two Laws: Tenure Regimes in the Pearl Islands[END_REF]

, véritable schisme entre l'idée de propriété apportée par la logique française et les coutumes foncières préexistantes

[START_REF] Bambridge | Issues about marine tenure in french Polynesia » in : The Sea Within: marine tenure and cosmopolitical debates[END_REF]

.

Aujourd'hui deuxième ressource du Pays après le tourisme, la perliculture est largement dépendante de la RPC pour ses exportations avec 45 % d'exportation en valeur vers Hong Kong, tandis que le Japon totalise 41 % des exportations 46 . Enfin les greffeurs d'huître perlière sont en grande partie chinois (figure

accaparement et souveraineté sur les ressources

  ferme aquacole de Hao est devenue un projet phare d'une aquaculture polynésienne en plein Le Pays semble être peu regardant sur les études environnementales, au profit du développement économique que promet le projet. En 2021, le Président Macron s'oppose au projet lors d'une entrevue télévisuelle, prenant au dépourvu les habitants de l'île, à commencer par la mairesse 57 . Tandis que la première pierre du projet a été posée en 2015, ce projet qualifié par le Président Macron « d'ubuesque » et aux investisseurs « douteux », a connu un coup d'arrêt, avec un sentiment d'abandon de la part des habitants en faveur du projet. Lors de cette déclaration, le Président Macron a notamment opposé au projet de ferme aquacole un projet d'implantation d'une compagnie du Régiment du Service Militaire Adapté (RSMA) à Hao 58 . Finalement, l'intervention française révèle la persistance d'un contrôle de l'État sur le territoire polynésien ainsi que la méfiance vis-à-vis des investissements chinois. Si l'autonomie renforcée dont bénéficie le territoire semble bafouée, l'État use d'arguments environnementaux pour intervenir dans les affaires internes du Pays. Finalement, l'atoll de Hao souvent relégué comme espace périphérique, se trouve à la fois pris au coeur d'un jeu entre puissance politique et économique entre la France, la Polynésie française et un investisseur chinois, ainsi qu'entre préservation et exploitation. En Polynésie française, la ZEE, comme ses eaux adjacentes, sont réputées pour la prolifération de certaines espèces marines, à l'image des thonidés. Ces concentrations importantes de ressources halieutiques sont très prisées par les pays riverains de l'océan Pacifique qui disposent d'une flotte de pêche longue distance. Depuis les années 1950, des navires de pêche étrangers sillonnent les eaux polynésiennes, principalement à la recherche de thonidés. En vertu d'accords de pêche, des palangriers Japonais et Coréens furent autorisés à pêcher dans la ZEE entre 1988 et 2000, activité concentrée autour des îles Marquises 59 . Troisième ressource financière après le tourisme et la perle, la pêche locale a toutefois été protégée avec l'adoption en 1997 d'une loi de Pays, n'autorisant dorénavant aucun navire étranger à pêcher dans les eaux territoriales 60 .Le souci de préservation des ressources halieutiques est une préoccupation fréquente dans la société polynésienne, à la fois dans les institutions politiques et de gestion telle que la DRM, mais aussi auprès des pêcheurs et des habitants. En dehors de la pêche lagonaire, la pression sur les ressources halieutiques est contrôlée par des mesures d'interdiction de certaines techniques de pêche telles que la senne, limitant ainsi l'effort de pêche.Néanmoins, les navires de pêche étrangers exercent leurs activités aux abords de la ZEE polynésienne et éveillent un sentiment de dépossession des ressources marines. Sont principalement présents des navires de pêche longue distance taïwanais et chinois, concentrant à eux seuls les trois-quarts des navires en présence, et dans une moindre proportion des navires 57 GRIVOIS, Damien, « Projet aquacole de Hao : Des travaux et des dépenses sans effets » in : La dépêche de Tahiti, 2021. 58 Les services de l'État en Polynésie française, « Rencontre avec la mairesse de Hao au RSMA-Pf pour préparer l'implantation d'une compagnie » in : Communiqués de presse, 2021. 59 TAQUET, Marc, MISSELIS, Christophe, MOURIER, Johann, PONSONNET, Cédric, « Poissons pélagiques des Marquises » in : Biodiversité terrestre et marine des îles Marquises, Polynésie française (.d. Galzin R., Duron S.-D. & Meyer J.-Y.), Paris : Société Française d'Ichtyologie, p. 164-165. 60 Article 1er, 1er alinéa de la délibération n°97-32 de l'Assemblée de Polynésie française du 20 février 1997 relative à l'exploitation des ressources vivantes de la mer territoriale et de la ZEE au large des côtes de la Polynésie française.

	Sentiment d'

  Suite à la réforme de 1996 consacrant le statut d'autonomie renforcée à la Polynésie, l'État français conserve seulement ses prérogatives régaliennes sur l'espace maritime, en l'occurrence en matière de surveillance et de défense. Si le Pays est compétent en matière d'exploitation de la ZEE, il incombe donc à l'État français de contrôler la zone et notamment en ce qui concerne les activités de pêche. Si les autorités du Pays et de l'État affirment que la ZEE ne fait l'objet d'aucune pêche illégale de la part de navires étrangers, le sentiment de pêche illégale et de pillage persiste au sein de la population locale. En 2020, une pétition relative à l'interdiction de la pêche thonière chinoise en Polynésie française lancée avait ainsi recueilli 15 000 signatures.Les présences chinoises, parfois exagérées ou simplifiée, occupent à ce jour une place croissante dans les discours entourant les eaux polynésiennes, éveillant ou renforçant des revendications sociales et politiques, a fortiori dans un contexte de dégradations environnementales. En attirant le regard sur la complexité des dynamiques à l'oeuvre, ce chapitre s'inscrit dans le sillage de recherches qui se sont intéressées à l'évolution des relations entre la RPC et les îles du Pacifique-Sud 65 . Dans ce contexte, nous avons cherché à savoir dans quelles mesures les présences chinoises autour de l'économie bleue polynésienne, qu'elles soient réelles ou imaginées, étaient source de bouleversements du gouvernement de la mer et des relations entre humains et océan. Ce questionnement s'appuyait sur une anthropologie politique et environnementale, croisant recherches documentaires, analyse de discours et enquêtes ethnographiques.

	Conclusion

MACLELLAN, Nic, « Stable, Democratic and Western: China and French Colonialism in the Pacific » in : The China Alternative: Changing Regional Order in the Pacific Islands, ANU Press, 2021, p. 197-231.

BAMBRIDGE, Tamatoa, NEUFFER, Philippe, « Pluralisme culturel et juridique en Polynésie française : la question foncière », in : Hermès, La Revue, n° 32-33, 2002, p. 307-315.

D'ARCY, Paul, « The Chinese Pacifics: A Brief Historical Review » in : The Journal of Pacific History, n°49, 2014, p. 396-420.

MAZE, Camille, RAGUENEAU, Olivier, WEISBEIN, Julien, MARIAT-ROY, Émilie, « Pour une anthropologie politique de la mer » in : Revue Internationale d'Ethnographie, Société Européenne d'Ethnographie de l'Éducation, 2015, p. 189-202.

TRÉMON, Anne-Christine, Chinois en Polynésie française : migration, métissage, diaspora, Nanterre, Société d'ethnologie, 2010.

NEWBURY, Colin Water, Tahiti Nui: change and survival in French Polynesia, 1767-1945, Honolulu, University of Hawai'i Press, 1980, p. 286.

KIRCH, Patrick Vinton, RALLU, Jean-Louis, The Growth and Collapse of Pacific Island Societies: Archeological and Demographic Perspectives, Honolulu, University of Hawai'i Press, 2007, p. 29.

TAHITI HERITAGE, « Palais de La philanthropique chinoise, Papeete » in : Tahiti Héritage, consulté le 25 avril 2022.

TAHITI HERITAGE, « Temple chinois Kanti de Tahiti, Papeete » in : Tahiti Héritage, consulté le 25 avril 2022.

Le développement de ces relations s'observe également dans les relations entre les entreprises chinoises et les dirigeants polynésiens en matière d'économie bleue, allant du tourisme à l'aquaculture. Le projet aquacole de Hao est le symbole de cet intérêt croissant des investisseurs chinois, mais aussi du rôle proactif de certains partis politiques locaux. En 2012, le Président Oscar Temaru est à l'initiative du projet de ferme de Hao, signant un accord avec l'entreprise chinoise avant d'en faire la promotion devant l'assemblée polynésienne. Édouard Fritch, Président de la Polynésie française de 2014 à 2023, a également manifesté dans le cadre du projet de ferme aquacole l'intérêt pour le territoire polynésien d'être intégré à l'initiative chinoise de Route de la Soie. En affirmant qu'il n'y a aucune différence à ses yeux entre investisseurs chinois et américains[START_REF] Maclellan | Stable, Democratic and Western: China and French Colonialism in the Pacific[END_REF] , il fait de la ZEE polynésienne un espace d'opportunités et de développement avant tout économiques dont le potentiel resterait actuellement sousexploité. En effet, les activités liées à l'économie bleue ne représentaient qu'environ 5,3 % du chiffre d'affaires des entreprises polynésiennes en 2019[START_REF] Cour Des Comptes | La Gestion et la protection de la Zone Économique Exclusive de Polynésie française[END_REF] .Largement déficitaire, la balance commerciale polynésienne cache difficilement la fébrilité d'un modèle économique dépendant de l'étranger, comme l'illustrent les principaux segments de l'économie bleue. La récente crise de la COVID-19 n'a fait qu'exacerber la situation précaire des deux principales économies du Pays que sont le tourisme et la filière perlière. Néanmoins les dirigeants actuels sont, face à l'héritage colonial et les bouleversements apportés par la période du Centre d'Expérimentation du Pacifique (CEP), à la recherche d'investisseurs étrangers pour dynamiser l'économie polynésienne et accroître son 33 TRÉMON, Anne-Christine. « Un Consulat de Chine dans la France d'outre-mer » in : Critique internationale, vol. 42, no. 1, 2009, p. 119-140.

INSTITUT DE LA STATISTIQUE DE LA POLYNÉSIE FRANÇAISE, Les exportations de produits perliers, fortement impactées par la Covid-19 en 2020, Points Études et Bilans de la Polynésie française, n°1274, 2021, p. 1.

INSTITUT DE LA STATISTIQUE DE LA POLYNÉSIE FRANÇAISE, Les exportations de produits perliers, fortement impactées par la Covid-19 en 2020, art. cité.

LE FLOC'H, Pascal, CHOPOT, Lucie, «Qui veut la peau du concombre de mer? » in : The Conversation [en ligne], 2019.

ACADÉMIE TAHITIENNE, « Rori », Farevanaa [en ligne], consulté le 26 avril 2022.

DIRECTION DES RESSOURCES MARINES, Bulletin statistique, Édition 2020, 2020, p. 44

essor. Ce projet hors-norme, développé par l'entrepreneur chinois Wang Cheng avait pour objectif de produire 50 000 tonnes de poissons par an sur l'atoll de Hao au Tuamotu, d'une superficie de 47 km2, avec un lagon de 720 km². Ayant fait fortune dans le secteur de la pêche industrielle en Afrique et au Moyen-Orient avant d'être conseiller du gouvernement chinois en matière de politique des pêches, Wang Cheng a également reçu la médaille polynésienne de l'Ordre de Tahiti Nui pour son projet de ferme aquacole.Développé depuis une quinzaine d'années, ce projet est le deuxième plus gros investissement privé chinois dans le Pacifique-Sud. Il est soutenu depuis l'origine par les dirigeants polynésiens et la commune de Hao, notamment au travers d'un dispositif d'incitation fiscale important[START_REF] Cour Des Comptes | Collectivité de la Polynésie française -Projet d'aquaculture industrielle de HAO[END_REF] , tandis que l'État français s'y est montré défavorable. Sur cet atoll connu pour être la base arrière du CEP, le projet se veut porteur de perspectives économiques.Mais dès 2013, les habitants sont tiraillés entre l'État d'un côté, qui voit le projet d'un mauvais oeil et le Pays de l'autre, qui le considère comme une opportunité d'ouvrir aux capitaux étrangers et de diminuer la dépendance économique vis-à-vis de l'État français. L'atoll est en effet, depuis la fin du CEP, à la recherche d'investissements et d'emplois. En 2013, le taux de chômage avoisinait les 21 %[START_REF] Morschel | L'atoll de Hao, entre réhabilitation des sites du CEP et enjeux de développement[END_REF] . Toutefois le projet divise les habitants, certains y sont opposés, même si beaucoup voient positivement la création d'emplois depuis le départ des derniers militaires français 55 . Le projet était ainsi présenté comme une solution d'envergure synonyme d'emplois et d'indépendance économique.

SMITH, Graeme, et WESLEY-SMITH, Terence, The China Alternative: Changing Regional Order in the Pacific Islands, op. cit.

AL WARDI, Sémir, REGNAULT, Jean-Marc, SABOURET, Jean-François, L'Océanie convoitée: histoire, géopolitique et sociétés, op cit.

AL WARDI, Sémir, REGNAULT, Jean-Marc, L'Indo-Pacifique et les Nouvelles routes de la soie, op cit.

SMITH, Graeme, WESLEY-SMITH, Terence, The China Alternative: Changing Regional Order in the Pacific Islands, op cit.


Omar Tahmi
email: omar.tahmi.1@ens.etsmtl.ca

Chamseddine Talhi
email: chamseddine.talhi@etsmtl.ca

Yacine Challal
email: yacine.challal@udst.edu.qa

Two-layer Architecture for Signature-based Attacks Detection over Encrypted Network Traffic

Keywords: Secure middlebox, Searchable encryption, Intrusion detection, Homomorphic encryption, Signature-Based detection, Secure pattern matching

. Therefore, we propose a two-layer architecture inspired from Ren et al., 2020 [7] scheme, but in a different way, in order to build a fast and efficient secure IDS.

Introduction

Several enterprises have transformed their network services into middleboxes (e.g., firewalls, network address translators, load balancers, and deep packet inspection) through the large-scale adoption of network functions virtualization, which facilitates the realization, deployment, and management of advanced network functions as well as cost reduction. But due to the increase of network traffic and the rapid evolution of cloud services, these companies have started to outsource their middleboxes to the cloud.

Despite the benefits of cloud services, this transformation brings new constraints in terms of security and privacy of enterprise data, as its traffic is redirected to an untrusted environment. In this work, we aim to implement an IDS in the form of a middlebox deployed on the cloud for packets inspection without revealing confidential data.

According to Poh et al., 2021 [6], many companies use a simple approach called MitM (Man-in-the-Middle) to inspect their traffic on a third party. The idea is to encrypt the content of the traffic before sending it to the cloud, and then decrypt it on the MB in order to perform the inspection. However, this approach can easily lead to eavesdropping attacks. With this traditional way of outsourcing IDS, cloud servers could have access to all the rules and packets in the MB. Exploiting the packets can provide sensitive data about the company's infrastructure and exploiting the rules can allow attackers to escape the inspection.

To address these issues, a class of methods called searchable encryption (SE) is proposed. It allows to inspect the packets of encrypted traffic against encrypted rules directly, so that the packets and the rules remain protected. The objective of this work is to build a system that supports attack signatures detection in the content of packets by protecting both the signatures and the packets.

Limitations of prior works

A recent work in the SE class called SHVE+ proposed by Lai et al., 2021 [4] used the SHVE scheme to inspect encrypted packets against encrypted rules directly in a different way to avoid tokenization in order to enable encrypted pattern matching with constant and moderate communication overhead. To speed up the process, they designed encrypted SHVE filters to further reduce the number of accesses to SHVE+ during the matching process. However, the number of vectors in these filters is very large, which makes them very expensive to traverse, affecting the overall performance of the system. In addition, according to Ren et al., 2020 [START_REF] Ren | Privacy-preserving efficient verifiable deep packet inspection for cloud-assisted middlebox[END_REF], 99% of the real network traffic is legitimate that should be filtered quickly without passing through thousands of SHVE filter vectors. Therefore, such filtering cannot filter packets quickly.

Another recent work called EV-DPI [START_REF] Ren | Privacy-preserving efficient verifiable deep packet inspection for cloud-assisted middlebox[END_REF] proposed a scheme with two-layer, one is a TFS (token filtering server) and the other is an RMS (rules matching server). The first layer filters out quickly the most of legitimate packets using an encrypted Bloom filter (ETF) and the second layer performs exact rules matching using SHVE scheme [START_REF] Lai | Result pattern hiding searchable encryption for conjunctive queries[END_REF] to inspect only malicious traffic. However, the RMS tokenizes patterns that contain multiple words which require a tockenisation of the packets. Such tokenisation induces a considerable communication overhead therefore these types of designs are communication inefficient since traffic content must be transformed into variable size tokens. As a result, long latency is introduced, which is not acceptable in most networked applications [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF].

Our contributions

To tackle the above limitations, in this paper, we aim to propose our scheme where we combined the advantages of the previous two systems to build our fast and efficient secure IDS without any data leakage. We achieve this goal by using a completely separate two-layer architecture inspired by the scheme of Ren et al., 2020 [7] and we use the same fast filtering layer as in the TFS in a different way to quickly filter the majority of the traffic. For the second layer, we used the SHVE+ pattern matching system of Lai et al., 2021 [4]. Our contributions can be summarized as follows:

-In order to improve the performance of the scheme proposed by Lai et al., 2021 [4] for attacks signatures detection in encrypted traffic, we have modified the scheme to a completely separate two-layer architecture: the "Fast filtering" layer and the "Exact pattern matching" layer. The first is used to quickly eliminate the majority of legitimate traffic. We used a Bloom filter for this layer. The second is used to perform exact pattern matching using the scheme of Lai et al., 2021 [4] only for the unfiltered packets in the possible matching positions received from the first layer. -We implemented our approach and evaluated it by comparing it with the previous pattern matching scheme of Lai et al., 2021 [4] and we show how our architecture can improve the overall performance using the first layer.

Related Works

According to the survey of Poh et al., 2021 [6], signature detection methods in encrypted network traffic can be classified into four main categories: Searchable Encryption (SE), Access Control (AC), Machine Learning (ML) and Trusted Hardware (TH). Our work is based on the SE class of methods (aka cryptographic solutions). Here we give a brief overview of some of the works in this class. We present them by order of appearance.

BlindBox by Sherry et al., 2015

BlindBox (the name indicates that the middlebox cannot see the content of the traffic) is the first DPI scheme that preserves traffic privacy using the SE class. BlindBox supports four entities: the sender (S), the receiver (R), the middlebox (MB) and the rules generator (RG). The latter generates the attack rules that will be used by the MB to detect the attacks. The general idea is that the MB hosts the rules which are encrypted by a key k. The client (sender) generates the tokens by tokenizing the traffic, and encrypts these tokens using the same key k, then sends them over a second connection apart from the SSL/TLS connection. The MB then tries to match the tokens with the encrypted rules.

If there is a match, then the traffic is considered malicious. The MB must not know the value of k and both the sender and receiver (endpoints) should not have access to the IDS rules. Therefore, they used an exchange scheme called "obfuscated rule encryption". However, Sherry et al., 2015 [8], did not consider preservation of inspection rules against the MB. BlindBox is the first step towards a general protocol, based on the SE class, that aims to solve the MitM problem. However, it is computationally costly.

Yuan et al., 2016

Yuan et al., 2016 [START_REF] Yuan | Privacy-preserving deep packet inspection in outsourced middleboxes[END_REF] remarked that BlindBox is still not suitable for the context of outsourced middleboxes, as it does not consider rule protection against middleboxes. They also found that BlindBox is currently not ready for practical deployment due to its expensive initialization phase. For these reasons, they proposed a scheme that is more efficient using a high-performance encrypted filter. They formulated the problem as encrypted token matching based on homomorphic encryption. As in Blindbox, traffic packets must be divided into tokens so that they can be encrypted (but in this case they used hashing to encrypt the tokens). Meanwhile, patterns and actions are extracted and encrypted (hashed) as key-value pairs from the RG to be used the hash table. The secure filter allows MB to perform DPI over the encrypted traffic without knowing the content of packets and the inspection rules. It is based on one of the efficient hash table designs [START_REF] Fan | Cuckoo filter: Practically better than bloom[END_REF]. They transformed an efficient hash table, which stores only the encrypted actions, into an encrypted index while preserving its original performance characteristics. Cuckoo hashing [START_REF] Fan | Cuckoo filter: Practically better than bloom[END_REF] is applied to make the filter extremely compact where the actions can be moved to different gaps so that the filter can achieve a high fill rate.

Hidden CrossTags (HXT) by Lai et al., 2018

HXT is a cryptographic scheme used for conjunctive queries without without revealing data based on two cryptographic primitives: Hidden Vector Encryption (HVE) and Bloom filter. HVE [START_REF] Iovino | Hidden-vector encryption with groups of prime order[END_REF] is a public key encryption paradigm that allows testing membership over encrypted data, without the need to decrypt it, thanks to the use of homomorphic encryption. It supports conjunctive, equality and comparison queries. For efficiency reasons, Lai et al., 2018 [3] exclude public key HVE and replace it with their symmetric key HVE or SHVE scheme which uses a symmetric key encryption scheme. The general idea of HXT is to compare two Bloom filter vectors using SHVE.

EVDPI by Ren et al., 2020

Neither of the previous schemes support packet filtering. Ren et al., observed that most of the packets are legitimate (more than 99%). Therefore, the most of packets should be filtered quickly. Thus, legitimate packets filtering and exact rules matching should be performed separately. By doing so, the efficiency of DPI can be improved. To this end, they proposed the EV-DPI scheme [START_REF] Ren | Privacy-preserving efficient verifiable deep packet inspection for cloud-assisted middlebox[END_REF] based on HXT scheme to implement a DPI using a two-layer architecture deployed on two separate servers. The first layer filters legitimate packets by filtering encrypted tokens using an encrypted Bloom filter. The second layer supports exact pattern matching using the scheme of Lai et al., 2018 [3].

SHVE+ by Lai et al., 2021

According to Lai et al., 2021 [4] these designs are communication inefficient due to traffic tokenization. They observed that variable size tokenization introduces a considerable communication overhead, which can reach more than 100 times the original packet size. As a result, high latency will be introduced, which is not acceptable in large network applications. Recently Lai et al. in 2021, proposed an efficient solution that is based on their SHVE scheme [START_REF] Lai | Result pattern hiding searchable encryption for conjunctive queries[END_REF] to build an efficient pattern matching scheme in encrypted network traffic without going through the traffic tokenization step. However, the SHVE scheme cannot be used directly for packet inspection because inspection rules are composed of patterns and corresponding actions whereas the goal of packets inspection is to reveal a message in case of a match i.e. the corresponding action, not only to test the membership by using the SHVE. For this purpose, the actions must be considered as encrypted messages, Therefore, they have replaced the SHVE scheme with a new one called SHVE+ which supports encryption of actions to reveal them in case of a match. They have also built a secure filter (based on SHVE) to filter out legitimate traffic and perform pattern matching only on malicious traffic. The construction of their filter is based on the S-PATCH scheme [START_REF] Stylianopoulos | Multiple pattern matching for network security applications: Acceleration through vectorization[END_REF]. This filter provides an improvement in the overall performance of pattern matching because, for each rule, instead of using all encrypted patterns for matching, only those matched during the filtring need to be examined in the exact pattern matching using only possible match positions. However, the size of this filter is very large, which limits the overall performances. Thus, this filter is not suitable for fast traffic filtering. Therefore, we built our system in two layers, the first designed to quickly filter legitimate traffic and the second to further inspect malicious packets. In the following sections, we will present the detailed design and development of our solution and in the section 5 "Experiment and Evaluation" we provide a comparison which shows that our proposed design outperforms the existing cryptographic solution of Lai et al., 2021 [4] in terms of inspection time.

3 Overview of the solution based on SHVE+ scheme

System Architecture

Our design uses the same architecture/entities as all existing searchable encryption schemes use that we present in Fig. 1. There are four entities: the sender (S), the receiver (R), the middlebox (MB) and the rules generator (RG). We use the term "endpoints" to denote both S and R. The simple use case we rely on is that the sender aims to inspect all traffic in a third-party middlebox MB service (deployed in the cloud service provider) against malicious activities, and then forward only the legitimate traffic to the receiver. The Rules Generator (RG) is the part that endpoints trust to inspect their traffic. It generates the rules that allow the middlebox to perform the inspection without knowing either the traffic content nor the rules.

Threat Assumption

As our system is based on the searchable encryption (SE) category, we follow the same security model where the middlebox is (semi-)honest (i.e., it honestly participates in the detection system but aims to learn the contents of the private encrypted traffic or the encrypted rules) and one of the endpoints should be honest. According to Sherry et al., 2015 [8], under this threat assumption, there will be two types of attackers against this system which are: The original attacker considered by any traditional IDS and another attacker who aims to learn data from both encrypted packets/rules. Therefore, MB is considered semi-honest. The main goal here is to detect anomalies caused by the first attacker by letting the MB inspect the encrypted traffic using the encrypted rules, while preserving data privacy (both traffic and rules) from the second attacker.

Building Blocks

In order to facilitate the understanding, we will first talk about the building blocks on which our system is based before moving on to explain the general flow of the system.

Basic cryptographic tools.

-Sym: Is a symmetric key encryption system. It consists of three basic functions defined as follows:

• k ← KeyGen(.): To generate the secret key k. -PRF: It is a function in which the set of possible outputs is not effectively distinguishable from the outputs of a random function. The existence of one-way functions is sufficient to construct this type of function. Formally, a pseudorandom function is a function F : K * X -→ Y where K represent the key space, X represents the domain of the function and Y its image. The associated security definition is given by the fact that any polynomial adversary is unable to distinguish between the output of F and the output of a random function on the same domain, conditional on the choice of the key k [START_REF] Paillier | Paillier encryption and signature schemes[END_REF].

SHVE+.

We have based our work on the symmetric key HVE scheme version which also supports message encryption called SHVE+ [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF]. It uses a symmetric key encryption Sym to generate the secret key k, encrypt the message m by the symmetric key k and decrypt the ciphertext c by the same key used for encryption. The SHVE+ scheme consists of four probabilistic polynomial-time algorithms.

k SE ← SHVE+.Setup(λ ) : This function is used to generate the key k SE (used for the searchable encryption) and it takes as input a security parameter λ . -C ← SHVE+.Enc(k SE , X) : It takes as input the key k SE and the packet represented as a vector, byte by byte, X = (x 1 , • • • , x n ) to produces the ciphertext, byte by byte, vector C (associated to the vector X) where

C = {c i = F 0 (k SE , x i ||i)}; ∀i ∈ [n]
. F 0 is a PRF used to encrypt each byte x i concatenated with its position i (x i ||i).

-T = {P NW , d 0 , d 1 } ← SHVE+.KeyGen(k SE , V, Action): It takes as input the key k SE , a pattern (of a rule) placed at a predicate vector

V = (v 1 , • • • , v n ) (such that |V| = |X| = n)
in a specific positions called non-wildcard positions P NW where the search of this pattern should be applied on the packets. The unfilled positions are called wildcard positions and are denoted by the symbol "*" which means don't care about these positions. It also takes as input a message Action which represents the action associated to the pattern in order to encrypt it as d 1 (using Sym) and then hide the key inside an homomorphic encryption calculation d 1 with the ciphertext of the vector V on the non-wildcard positions. The algorithm generates the triplet T = (P NW , d 0 , d 1 ) corresponding to the predicate vector V such that:

• P NW = {l ∈ [n]; v l ̸ = * } ; l 1 < • • • < l |P NW | • d 1 = Sym.Enc(K, Action) ; K ← Sym.KeyGen(.) • d 0 = ⊕ j∈[|P NW |] (F 0 (k SE , v l j ||l j )) ⊕ K -Out
result = ⊕ j∈[|P NW |] c l j ⊕ d 0
By replacing d 0 , we obtain:

result = ⊕ j∈[|P NW |] c l j ⊕ j∈[|P NW |] F 0 (k SE , v l j ||l j ) ⊕ K = ⊕ j∈[|P NW |] F 0 (k SE , x i ||i) ⊕ j∈[|P NW |] F 0 (k SE , v l j ||l j ) ⊕ K If ∀ j ∈ [1, n], x j = v j ou v j = * then: ⊕ j∈[|P NW |] (F 0 (k SE , v l j ||l j )) = ⊕ j∈[|P NW |] F 0 (k SE , x i ||i))
As a result:

result = K Bloom Filter.
The Bloom filter is a probabilistic data structure used essentially to test the membership of elements to the vector V of N elements represented as fellows

V = {s 1 , s 2 , • • • , s N }. The idea is to choose k independent hash functions, {H i : V -→ [m]}; 1 ≤ i ≤ k.
The filter consists of a binary vector b of m bits, all initialized to 0. In order to establish a BF of V , for each element s ∈ V , the bits at positions {H i (s)}; 1 ≤ i ≤ k are changed to 1. To test the membership of an element q, we check if b has 1 in all positions {H i (q)}; 1 ≤ i ≤ k, and if it is the case, we conclude that q ∈ V with a high probability. If not, we conclude that q / ∈ V with a probability of 1. If q / ∈ V and the membership test returns 1, we call it a "false positive" event.

Architecture Models based on SHVE+ scheme

We have built our system based on the SHVE+ architecture. Returning to Fig. 1 and in order to understand the general flow process for secure packet inspection, we will explain the role of each principal model on it.

Preparation and sending of encrypted packets. Before starting, a connection establishment session is required where the client establishes an SSL connection with the server (using the SSL encryption key k SSL ) which passes through the middlebox for forwarding encrypted legitimate packets. Then, the client and the rules generator establish a searchable encryption key k SE (generated using the SHVE+.Setup() algorithm). When this session is executed at least one time, the client then prepares the packets by encrypting them by the use of the key k SE using the SHVE+ method in order to allow the detection later. Each packet X is encrypted (hashed) byte by byte using the SHVE+.Enc(k SE , X). The hashing is performed using a PRF F 0 function that concatenates each byte x i with its position i to link it to it and generate the hashed bytes c i of the hashed packet C as shown on the Fig. 2(a). The client then sends the two flows (the SE flow beside the SSL flow) to the MB for the inspection.

Preparation and sending of encrypted rules. On the other hand, the rules generator prepares the set of encrypted inspection rules E by encrypting rules (patterns) using the key k SE (the same key used for hashing the packets) with SHVE+.KeyGen(k SE , V, Action) algorithm. The latter generates a triplet T = (P NW , d 0 , d 1 ) for each (pattern, action) in each rule. We will now explain the process of generating a triplet T for each vector V with an example using this snort rule: alert tcp $HOME NET any → $EXTERNAL NET any ( msg:"MALWARE-BACKDOOR Infector.1.x" ; flow: established , to client ; content:"WHATISIT" , offset 2 , depth 9; metadata:impact flag red , ruleset community ; reference:nessus , 11157; classtype:miscactivity ; sid:117; rev:17; )

We are only interested in 4 fields which are the Content/Pattern : "WHATISIT" to search for, the Offset : "2" for the starting position, the Depth : "9" of the search and the Action : "alert" to be triggered in case of a match. The pattern will be duplicated j times ( j = end -|pattern|beg + 2) in the form of a set of vectors V 1 , ...,V j such that:

beg = o f f set, o f f set > 0 1, else end = beg + depth, depth > 0 |paquet|, else Each V i
represents a pattern insertion (byte by byte) at a specific position such that V i+1 is a one-byte shift to the right compared to V i . The first vector V 1 inserts the first byte of the pattern at the position "offset", and then the other bytes are inserted in succession just after the first byte of the pattern. All other empty positions of the vector are filled with the wildcard character "*" and the positions where the pattern is placed represent the set P NW . After generating the V i vectors, the algorthm KeyGen(k SE ,V i , Action) encrypts them to obtain the corresponding T i of each as shown on the Fig. 2(b). The collection of T i triples represents the set of encrypted inspection rules E that the rules generator sends to the MB to perform the inspection. Inspection. The MB traverses the encrypted (hashed) ruleset E vector by vector and compares it to the encrypted (hashed) packets C using the SHVE+.Query algorithm which uses the Sym.Dec to decrypt d1 (the encrypted Action) using the key K found in case of match as follows:

SHV E + .Query = Sym.Dec(result, d 1 ) = Action, result = K "MATCH" ⊥, else "MISMATCH"
If the packet is legitimate, the MB allows the SSL connection to pass to the server side. Otherwise, it blocks the SSL connection and acts as an IPS by applying the security actions corresponding to the matched rules, e.g. dropping the packet. The MB also sends the legitimate hashed packet to the server to verify the inspection.

The process of pattern matching proposed by Lai et al., 2021 [4] is performed in two phases: The filtring phase then the exact pattern matching phase. The filtering phase uses two filters FC and FL to filter out some patterns. The creation of these filters is also carried out by using SHVE+.KeyGen algorithm. FC contains the set of vectors Ti associated to short patterns (|pattern| ≤ 3 Bytes) that use the subchain "pattern[0] | | pattern [START_REF] Fan | Cuckoo filter: Practically better than bloom[END_REF]" instead of using the full pattern. It is used to filter out rules with short patterns based on the first two bytes only. FL contains the set of vectors Ti associated to long patterns (|pattern| > 3 Bytes) used to filter out rules with long patterns based on the first fourth bytes only instead of using the full pattern. It contains two successive sub-filters FL12 (contains the first and second byte) and FL34 (contains the third and fourth byte). The filtering is performed before the exact pattern matching process using the SHVE.Query(Filter,C) algorithm to eliminate unmatched patterns and keep the first position of only matched patterns in a vector called "possible match positions". This vector is later used as input to perform exact pattern matching process (to check the remaining bytes for each matched pattern) on the packets at the collected positions only. The Fig. 3 summarizes SHVE+ scheme of Lai et al., 2021 [4].

Verification. The server must verify the detection results by decrypting the SSL connection flow using the k SSL key and re-encrypting it with the same encryption algorithm used by the client (hashing it using the k SE key) and compare it to the legitimate hashed packets received from the MB. In case of mismatch of any packet, it indicates that the detection process is escaped.

The Proposed System

The problem with the filter of Lai et al., 2021 [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF] scheme is that the size of the two filters (FC and FL) together is very large almost equal to E that contains a very large number (thousands) of T i vectors, which makes traversing this set very costly. Therefore, the same applies to traversing the two filters (FC and FL) in the filtering phase. Moreover, according to Ren et al., 2020 [7] 99% of real network traffic is legitimate and needs to be filtered out quickly without going through thousands of SHVE+ filter vectors. Therefore, the filtering phase of Lai et al, 2021 [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF] is not designed in a way that helps filter out such legitimate packets quickly. To solve this problem, we need a filter that quickly eliminates the majority of legitimate traffic. Therefore, we proposed a completely separate two-layer architecture, inspired by the Ren et al., 2020 scheme [START_REF] Ren | Privacy-preserving efficient verifiable deep packet inspection for cloud-assisted middlebox[END_REF]: Fast filtering layer and Exact pattern matching layer, as shown in the Fig. 4. The objective of the first layer (Fast filtering) is to filter out the majority of legitimate traffic. The filtering must not produce any false negatives, i.e. it must not miss any possible matches. It must also produce less than 50% false positives in order to filter out the majority of incoming traffic. The objective of the second layer (Exact pattern matching) is to further inspect unfiltered packets from the first layer using an exact pattern matching process only in the possible match positions provided by the first layer. In the following, we provide details on each of them. For this layer, we have chosen the tokens filtering module (TFS) of the EVDPI scheme [START_REF] Ren | Privacy-preserving efficient verifiable deep packet inspection for cloud-assisted middlebox[END_REF]. It is based on the ETF Bloom filter of encoded tokens. The main idea is to associate each encoded token etk to a specific locations in the Bloom filter, of size m, using k hash functions to avoid collisions. Then, to test the membership (for the filtering) of a given encoded token etk, the TFS computes the k hash functions as follows:

loc i = h i (etk) mod m;1 ≤ i ≤ k. Then, the token is matched only if ET F[loc i ] = 1; ∀i ∈ [1, k].
This layer must check all tokens and if no match is found, the packet must be sent outside the network. In our conception, we used the first two bytes of each pattern concatenated with the offset as a token to be searched. We encrypt the token by a PRF F 0 using another key k BF . Thus, our etk is calculated as follows: etk = F 0 (k BF , pattern[0]||pattern [START_REF] Fan | Cuckoo filter: Practically better than bloom[END_REF]||o f f set) for each pattern. This filter is generated at the level of the rules generator RG. Thus, the filtering process is the same as in TFS. The Fig. 5 illustrates the design of this layer. The probability of a false positive of a bloom filter is P e ≤ (1e (-k•N/m) ) k (N is the number of elements in the set). Bigger m and k allow to avoid collisions, which reduces the false positive rate. But a small k is preferable because it reduces the computational cost (fast hashing). A smaller m is also preferable so that the search can be performed in the lower levels of the cache. There are formulas and machine learning techniques to choose the best k and the best m in the Bloom filter to maximize its efficiency.

Layer 2: Exact pattern matching

For this layer we have used the SHVE+ scheme. However, in our case (when using the first layer) it is necessary to remove the two filters FC and FL12 because they become useless in the presence of the Bloom filter which processes the first two bytes of each pattern in the previous layer (layer 1). The advantage of our proposed scheme compared to the Lai et al., 2021 scheme [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF] is that in the latter, for each packet of maximum 1500 bytes, the filtering algorithm has to go through thousands of vectors just to decide if the packet is legitimate or not, and thus requires a deep inspection of all the bytes after the filtring process. In contrast, in our design, with the use of the bloom filter (in the first layer) of fixed size m, which does not increase with the number of patterns unlike the SHVE filters, the first layer filtering algorithm traverses the packet instead of the SHV E filters. This means that the algorithm uses a fixed size sliding window of 2 bytes to generate 1499 tokens of fixed size, for each packet, to test the membership of each of them in the bloom filter and collect the possible match positions. Thus, in next layer, for packets that require further inspection, the algorithm only checks the possible match positions found in the first layer. In summary, we prefer to traverse a packet of 1500 bytes through a 2-bytes sliding window instead of traversing a set containing thousands of vectors to just filter out the legitimate packets.

Experiment and Evaluation

To evaluate the performances of our solution, we have implemented 4 different inspection methods. The first two Method 1 1 and Method 2 2 are those of Lai et al, 2021 [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF] (SHVE+ without and with SHVE filter, respectively) and the other two Method 3 3 and Method 4 4 are our two-layer architecture without and with the use of FL34 SHVE filter in the second layer, respectively. Fig. 6 represents a summary of the conception of each. The objective of this section is to compare the four implemented inspection methods between them and show how the size of the Bloom filter affects the inspection time. To do that, we present the results of two tests. The first one "Methods comparison" is to compare the methods and the second one "Parameters optimization" to see the effect of the Bloom filter size. The execution time was used as a metric for these tests. We want to mention that we used the programming language Python for the implementation which is very slow compared to other languages like C++ with a very remarkable difference. Therefore, we will compare our conceptions with the SHVE+ methods that we implemented in our environment under the same conditions. For inspection performance evaluations, we used a machine equipped with Intel® Core™ i7-5500U CPU @ 2.40GHz and 8 GB RAM. We used Snort 5 as a ruleset for the inspection.

1 Method 1: SHVE+ without SHVE filtring 2 Method 2: SHVE+ with SHVE filtring 3 Method 3: Filtre Bloom in Layer 1 with SHVE+ without filtring in layer 2 4 Method 4: Filtre Bloom in Layer 1 with SHVE+ and SHVE filter FL34 in layer 2 5 Snort, "Snort community ruleset," 2019. [Online]. Available: https://www.snort.org/downloads Fig. 6. The overall conception with the four implemented methods

Test 1: Methods comparison

For this tests, we used five rulesets R0 1 , R1 2 , R2 3 , R3 4 , R4 5 to inspect 40 packets where only 2 are malicious, giving a percentage of 5% of malicious packets (which is high compared to the real world). We present in Table 1 the inspection time of each method, of 40 packets, using the five rulesets. Then, we present in Fig. 7 the relation between the inspection time of each method and the number of packets. For this first test, we used a Bloom filter of 1000 elements (BF 1000 ). We obtain for a small set of rules (Ruleset0):

T (Method2) < T (Method1) < T (Method3) < T (Method4)
The method 2 is faster than method 1, making it interesting to use the SHVE+ filter, instead of using SHVE+ alone to avoid inspecting all bytes of each pattern as mentioned in Lai et al, 2021 [START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF]. We also remark that when the number of vectors is very small, the SHVE+ methods (methods 1 and 2) becomes fast compared to our conception (methods 3 and 4) which performs a membership test of 1499 tokens of fixed size for each packet, which is logical. However, when the number of patterns increases, we obtain:

T (Method3) < T (Method4) < T (Method2) < T (Method1)
When the number of vectors becomes large, the SHVE+ filtering becomes very time consuming. To avoid this, it is necessary to quickly filter legitimate packets in the first layer with the membership test of 1499 fixed size tokens, which makes it very fast compared to passing through a set that contains thousands of vectors. Therefore, the methods that use the fast filtering layer give a better inspection time than those that use only the second layer. As the ruleset becomes larger, the difference in inspection time between the methods becomes larger as shown in Fig. 8 which shows the relation between inspection time and ruleset size for the four methods.

We notice that for Method 3, the inspection time increases when the number of patterns increases, while normally this is not the case (because normally the size of the ruleset is independent of the filtering time in the first layer, as the filtering time of the Bloom filter is basically completely dependent on the computation time of the hash functions). This is due to the fact that the Bloom filter used has a very small number of elements (m = 1000) which means that there are many legitimate packets that pass the Bloom filter (the problem of collisions during insertions leads to many false positives). To solve this problem, it is necessary to increase the number of elements m in the filter. However, Method 3 gives us the best results, despite the use of a Bloom filter with a very small number of elements. We will see later the improvement of this method by increasing the number of elements.

Test 2: Parameters optimization

In this second test, we will first show the difference between using a 1000 elements bloom filter "BF 1000 " and a 10000 elements bloom filter "BF 10000 ". For that, we used 8 packets with the ruleset "Ruleset2" and the Method 3 for inspection as shows in Fig. 9. Then we will compare the four methods again and show the big difference using the filter BF 10000 instead of BF 1000 . From Fig. 9 we remark that there is a big difference between the two cases and this is due to the fact that in the first case, when the number of elements is small, the Bloom filter suffers a lot of collisions and consequently more legitimate packets pass to the second layer (more false positives) which increases the inspection time. In contrast, when there is enough space in the Bloom filter, it lets only suspicious packets pass for further inspection (less false positives), making the inspection time at layer 2 very fast.

Fig. 9. The difference between using "BF 1000 " and "BF 10000 " according to the inspection time We now present, in Fig. 10, the difference between the inspection time of the four methods with the use of "BF 10000 " for methods 3 and 4. We can see this time that our methods (methods 3 and 4) give us a better inspection time and incomparable to the other methods especially when the set of rules becomes bigger and this thanks to the use of the Bloom filter of 10000 elements which minimizes the false positive rate in the first layer. We present in Table 2 the inspection time results obtained using Method 3 with the Bloom filter "BF 10000 " for the inspection of 40 packets. We also give the inspection throughput and the gain obtained compared to methods 1 and 2 (abbreviated as Gain % M12) and method 3 with BF 1000 (abbreviated as Gain % M3 1000 ). The most important thing to observe is that the larger the ruleset, the greater the gain of the Bloom filter compared to other methods that don't use this filter. As the IDS needs a very large number of rules to work efficiently, this filter will be very useful, especially when the percentage of malicious packets becomes very low where they get filtered by the Bloom filter, which saves a lot of inspection time. Moreover, we show in Fig. 11 that by using a Bloom filter of 10000 elements, we obtained an inspection time almost independent of the size of the ruleset due to the sufficient space of this filter which reduces the collisions and so the false positive rate. It is important to choose the number of elements m carefully to maximize the efficiency of the filter without degrading the performances. Increasing the value m leads to a risk of degrading performances when the Bloom filter size surpasses the cache size.

Conclusion and Future Work

In this work, we built a secure IDS, that performs intrusion detection over encrypted traffic, based on the "Searchable encryption" class of methods. We used a two-layer architecture to build our solution. The first layer "Fast filtering" is used to quickly filter out the majority of legitimate traffic and the second layer "Exact pattern matching" is used to further inspect only the unfiltered malicious traffic. We prove that our solution outperforms one of the best recent works in this class of methods in terms of inspection time due to the use of the fast filtering layer. We show how a fixed-length tokenization can improve the performance of the secure IDS. We also present how our solution becomes more important as the number of rules becomes larger and larger. One of our future goals is to study how to extend our system to support other inspection rules such as multi-pattern rules, regexes and scripts as well as other rulesets.

Fig. 1 .

 1 Fig. 1. System architecture

  • c ← Enc(k, m): To encrypt the message m by the symmetric key k. • m ← Dec(k, c): To decrypt the ciphertext c by the encryption key k.

  put ← SHVE+.Query(T, C) : The Query algorithm used for the test. It takes as input a trapdoor/triplet T = (P NW , d 0 , d 1 ) and a ciphertext C. As a result, it can extract the key K from the homomorphic encryption calculation d 1 iff the pattern matches the encrypted packet in the non-wildcard positions P NW (i.e. ∀ j ∈ [1, n], x j = v j ou v j = * ) and then reveal the corresponding Action as Out put. Otherwise, it outputs ⊥. More formally, the algorithm performs a homomorphic encryption calculation result as follows:

Fig. 2 .

 2 Fig.2. SHVE+ architecture models[START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF]

Fig. 3 .

 3 Fig.3. SHVE+ with filtering[START_REF] Lai | Towards practical encrypted network traffic pattern matching for secure middleboxes[END_REF]

Fig. 4 .

 4 Fig. 4. Two-layer architecture

Fig. 5 .

 5 Fig. 5. Preparation and fast filtering of the first layer

Fig. 7 .

 7 Fig. 7. The relation between the inspection time and the number of packets (using BF 1000 )

Fig. 8 .

 8 Fig. 8. The relation between the inspection time and the size of the ruleset (using BF 1000 )

Fig. 10 .

 10 Fig. 10. The relation between the inspection time and the number of packets (using BF 10000 )

Fig. 11 .

 11 Fig. 11. The relation between the inspection time and the ruleset size (using BF 10000 )

Table 1 .

 1 Inspection time of 40 packets through 5 rulesets using the four implemented methods

	Ruleset Method 1 Method 2 Method 3 Method 4
	Ruleset0 0.15 s	0.14 s	1.58 s	1.59 s
	Ruleset1 11.39 s	10.56 s	7.41 s	7.56 s
	Ruleset2 22.88 s	21.37 s	15.04 s	17.10 s
	Ruleset3 45.68 s	43.6 s	27.2 s	33.24 s
	Ruleset4 214.14 s 192.10 s 116.84 s 143.33 s
	1 Ruleset0 (70 KB), 1 rule, 64 vectors
	2 Ruleset1 (3.7 MB), 9 rules, 4951 vectors
	3 Ruleset2 (8.4 MB), 9 rules, 10085 vectors
	4 Ruleset3 (19 MB), 17 rules, 20544 vectors
	5 Ruleset4 (86 MB), 107 rules, 88360 vectors

Table 2 .

 2 Inspection throughput, gain and inspection time of 40 packets using Method 3 (our conception) based on BF 10000

	Ruleset Inspection time Gain % M12 Gain % M3 1000	Throughput
	Ruleset0	1.57 s	loss	1%	25 Packets/s 38 Bytes/ms
	Ruleset1	1.78 s	≥ 83%	76%	22 Packets/s 34 Bytes/ms
	Ruleset2	2 s	≥ 91%	87%	20 Packets/s 30 Bytes/ms
	Ruleset3	2.53 s	≥ 94%	91%	16 Packets/s 24 Bytes/ms
	Ruleset4	8.52 s	≥ 96%	93%	5 Packets/s 7 Bytes/ms