mémoire présenté à l`université du québec à chicoutimi comme

MÉMOIRE
PRÉSENTÉ À
L’UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DE LA MAÎTRISE EN INFORMATIQUE
PAR
IMEN DOUDECH
DETECTION DES BOTS DANS LES JEUX VIDEO MULTIJOUEURS
EN LIGNE EN APPLIQUANT LES TECHNIQUES DE
FORAGE DE DONNEES
Septembre 2016

RÉSUMÉ
Le monde des jeux vidéo multi-joueurs en ligne est très vaste et les développeurs de jeux
vidéo ne cessent pas de donner les meilleurs produits et de créer des jeux vidéo en ligne qui satisfont
souvent leurs utilisateurs. Ce qui attire les gens à jouer est l’esthétisme de ces jeux vidéo, la simplicité
de jeu, la facilité de jouer ainsi que l’amour de défi. Cependant, parfois les jeux vidéo modernes sont
ennuyants puisqu’ils existent tellement des actions répétitives et le jeu n’a vraiment de fin. Comme
solution, certains utilisateurs de jeux vidéo multi-joueurs en ligne utilisent les bots (diminutif de robot)
afin de faire progresser le jeu et améliorer rapidement leurs résultats. Comme conséquence, cette
forme de tricherie impacte l’équilibre de jeu et fait fuir les joueurs honnêtes entrainant des grosses
pertes de revenues [5].
Plusieurs solutions et méthodes ont été proposées par les chercheurs afin de lutter contre
l’utilisation de bots [2,5]. A chaque fois, les chercheurs ont concentré leurs travaux sur un seul critère
pour détecter les bots dans les jeux vidéo multi-joueurs en ligne et ils ont ignoré le reste des critères.
Ceci donne la chance aux programmeurs des bots de trouver des solutions pour apparaitre comme
joueur humain. Comme solution au problème énoncé, nous avons choisi de travailler sur plusieurs
critères ensemble et de classer les agents en utilisant les techniques de forage de données. Puis, nous
avons construit un modèle complet pour le joueur humain et un autre modèle complet pour le bot. En
analysant les traces de jeux, nous avons pu trouver la similarité entre un profil d’un utilisateur et un
des deux modèles crées. Et par la suite, nous avons pu détecter les bots dans les jeux vidéo multi-
joueurs en ligne. Cette solution rend la tâche des programmeurs des bots plus difficile puisque là ils ne
vont pas travailler sur un seul critère mais sur un modèle complet d’agent (ensemble de critères).
Ce mémoire apporte une nouvelle approche et propose une nouvelle solution pour la détection
automatique des bots dans les jeux vidéo multi-joueurs en ligne en utilisant des techniques de forage
de données. Les travaux présentés dans ce mémoire nous ont permis d’obtenir des résultats très
satisfaisants et de bien identifier les différences entre le comportement d’un joueur humain et celui
d’un bot. Cette approche est générique et pourra être appliquée sur n’importe quel jeu vidéo en ligne et
n’importe quelles traces. Ainsi des travaux futurs pourront se concentrer sur l’amélioration de cette
approche. Notamment, travailler sur la spontanéité de la façon de se déplacer pour les agents et
trouver les différences de la façon à réagir entre les joueurs humains et les bots.

II
REMERCIEMENTS
Tout d’abord, je remercie DIEU qui m’a donné la force, le courage et la patience de réaliser
ce travail et de vous le remettre aujourd’hui. Aussi, qui m’a parmi d’atteindre cette étape de ma vie.
J’exprime ma sincère gratitude à mon directeur de recherche, Mr. Raphael Khoury, qui a été
présent tout au long de mon projet. Un très grand merci pour votre soutien, votre aide, votre présence,
vos encouragements, votre gentillesse et vos commentaires pertinents qui m’ont beaucoup aidé à
réaliser ce travail.
Mes vifs remerciements vont aussi à mes chers parents, Ridha et Latifa, d’avoir cru en moi.
Merci pour votre patience. Merci d’être toujours là pour moi. Merci pour vos encouragements et de
m’avoir fournir tous ce qu’il faut pour être dans les meilleures conditions, sans oublier le support
moral de ma chère sœur Aya. Je dédie ce travail à toute ma famille, que DIEU vous protège.
Je tiens aussi à remercier tous les membres de département d’Informatique et Mathématique
(DIM) à l’Université de Québec à Chicoutimi (UQAC), pour leur gentillesse et leur aide inestimable.
De même, je remercie toute l’équipe de Laboratoire d’Informatique Formelle (LIF) de l’UQAC pour
leurs conseils et pour les discussions intéressantes.
Finalement, je dédie ce travail à tous mes amis et à tous ceux que j’aime qui m’ont toujours
encouragé et qui ont toujours cru en moi.

III
TABLE DES MATIÈRES
Table des matières
RÉSUMÉ ..................................................................................................................................... I
REMERCIEMENTS .................................................................................................................. II
TABLE DES MATIÈRES ........................................................................................................ III
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................ VII
LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... XI
CHAPITRE 1 .............................................................................................................................. 1
INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1
1.1 CONTEXTE DE RECHERCHE : ........................................................................................ 1
1.2 LES BOTS : .................................................................................................................... 2
1.3 LES JEUX VIDÉO MULTI-JOUEURS EN LIGNE : .............................................................. 4
1.4 Contribution de la mémoire : ...................................................................................... 4
1.5 Méthodologie de la mémoire : .................................................................................... 5
1.6 Organisation du mémoire :.......................................................................................... 6
CHAPITRE 2 .............................................................................................................................. 8
LE FORAGE DE DONNEES (DATA MINING) ...................................................................... 8
2.1 INTRODUCTION : ......................................................................................................... 8
2.2 FORAGE DE DONNES ET EXTRACTION DE DONNEES : ................................................. 9
2.2.1 PROCESSUS DE L’EXTRACTION DE CONNAISSANCES : ............................................ 9
2.2.2 LE FORAGE DE DONNEES (DATA MINING) : ......................................................... 10
2.3 LES OPERATIONS DE FORAGE DE DONNEES (DATA MINING) (utilisées dans le
projet) : 12
2.3.1 LA CLASSIFICATION SUPERVISEE :......................................................................... 12
2.3.2 LA CLASSIFICATION NON SUPERVISEE : LE CLUSTERING ...................................... 13
2.4 CONCLUSION : ........................................................................................................... 14

IV
CHAPITRE 3 ............................................................................................................................ 15
LES APPROCHES EXISTANTES POUR LA DETECTION DES BOTS DANS LES JEUX
VIDEO MULTI-JOUEURS .................................................................................................................. 15
EN LIGNE ................................................................................................................................ 15
3.1 ARCHIVE DE TRACE DE JEU : ...................................................................................... 15
3.1.1 EXIGENCE1 : COLLECTE DE TRACES : .................................................................... 16
3.1.2 EXIGENCE 2: CONVERSION DE TRACES ET ANONYMISATION: ............................. 16
3.1.3 EXIGENCE 3 : TRAITEMENT DE TRACES : .............................................................. 17
3.2 LE FORMAT DE TRACE DE JEU :.................................................................................. 17
3.2.1 L’ensemble de données de la relation graphique (Relationship graph dataset) : 18
3.2.2 L’ensemble de données de nœud (Node Dataset) : ............................................ 18
3.2.3 L'autre ensemble de données liées au jeu (Other Game-Related Dataset) : ...... 18
3.3 UTILISATION DE TRACES HUMAINES PAR LES BOTS : ................................................ 19
3.3.1 NAVIGATION DE BOTS VIA LA LECTURE DES TRACES HUMAINES : ...................... 19
3.3.2 PROGRAMMATION DES AGENTS JOUEURS DE FOOT EN MODELESANT LE
COMPORTEMENT HUMAIN : ......................................................................................................... 23
3.4 LES TECHNIQUES UTILISEE POUR LA DETECTION DE BOTS : ..................................... 26
3.4.1 DETECTION DE BOTS EN UTILISANT LES PREUVES HUMAINES :........................... 26
3.4.2 DETECTION DE BOTS EN UTILISANT LES ACTIONS REPETITIVES : ......................... 30
3.4.3 DETECTION DE BOTS EN SE BASANT SUR L’ANALYSE DE TRAJECTOIRE ............... 34
3.4.4 DETECTION DE BOTS EN UTILISANT LE RESEAU DE NEURONES BAYESIEN .......... 39
3.4.5 DETECTION DE BOTS EN UTILISANT L’APPROCHE D’ANALYSE DE TRAFIC : ......... 43
3.4.6 DETECTION DE BOTS EN UTILISANT LES TESTS CONTINUS INTEGRES NON
INTERACTIFS : 48
3.5 PREVENTION CONTRE LES BOTS : .............................................................................. 50
CHAPITRE 4 ............................................................................................................................ 54
APPROCHES PROPOSEES POUR LA DETECTION DES BOTS DANS LES JEUX
VIDEO MULTI-JOUEURS EN LIGNE BASEE SUR LE FORAGE DE DONNEES ........................ 53
4.1 INTRODUCTION : ....................................................................................................... 53