Thèse soutenue

Contribution au système de transport intelligent : sécurité des communications dans les réseaux Ad hoc véhiculaires

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Auteur / Autrice : Youssef Inedjaren
Direction : Jean-Pierre Barbot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : STIC (sciences et technologies de l'information et de la communication) - ED SI
Date : Soutenance le 21/04/2021
Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Quartz (Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis) - Systèmes et applications des technologies de l'information et de l'énergie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2002-....)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Barbot, André-Luc Beylot, Abdelaali Chaoub, Malek Ghanes, Guillaume Bouffard, Mohamed Cherif Rahal, Besma Zeddini, Mohamed Maachaoui
Rapporteurs / Rapporteuses : André-Luc Beylot, Abdelaali Chaoub

Mots clés

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Résumé

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Les systèmes de transport intelligents (ITS) sont un organe vital de l'évolution du secteur du transport routier et constituent l'une des principales étapes du mouvement vers l'automatisation des véhicules. Ces systèmes utilisent des technologies permettant aux véhicules de communiquer entre eux ou avec l'infrastructure routière. En augmentant la qualité et la fiabilité des informations, les STI peuvent améliorer la sécurité routière et l'efficacité du trafic, à condition que la cybersécurité et la protection des données soient assurées.Les réseaux ad hoc de véhicules (VANET) sont une projection des ITS et sont devenus un domaine de recherche important ces dernières années. Étant de nature ad hoc et ayant une mobilité élevée comme caractéristique principale, les VANET impliquent une topologie très dynamique, ce qui signifie que la plupart des protocoles de routage dédiés aux réseaux mobiles ad hoc (MANET) nécessitent des changements remarquables pour être adéquats pour les VANET.L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer les performances des entités physiques et des communications au sein d'un ITS en termes de sécurité. Nous nous concentrons sur la fiabilité, la connectivité et l'attaque du trou noir. Nous étudions et proposons des solutions techniques à partir de la couche réseau qui jouent un rôle fondamental dans l'atténuation des défis créés par la nature de l'environnement véhiculaire.Principalement, nos contributions sont de trois ordres. Premièrement, nous considérons les efforts visant à améliorer la fiabilité des communications dans les réseaux de véhicules. Ces efforts sont représentés par des protocoles proposés visant à assurer la livraison des messages au (x) destinataire (s). En nous concentrant sur les applications de sécurité, nous nous concentrons sur l'architecture de communication ETSI ITS, en appliquant la méthodologie Threat Vulnerability Risk Assessment (TVRA). Les résultats de notre analyse sont une liste de vulnérabilités avec leur niveau de risque de gravité. Deuxièmement, nous proposons le protocole FT-OLSR (Fuzzy Trust Optimized Link State Routing), qui est une nouvelle extension de sécurité du protocole OLSR existant. FT-OLSR est basé sur l'échange de messages de contrôle avec des voisins à un bond pour permettre à chaque véhicule de calculer le niveau de confiance de ses voisins en utilisant la logique floue. Enfin, nous proposons un système de gestion de la confiance décentralisé basé sur la blockchain. Ce système est basé sur le protocole FT-OLSR, qui utilise les messages de routage échangés (HELLO, TC) dans VANET, pour calculer les valeurs de confiance, puis détecter les véhicules du trou noir. Dans le schéma proposé, une fois que l'attaquant est identifié, il est isolé de la communication en partageant ces informations en toute sécurité sur le réseau à l'aide de la blockchain. En raison des ressources limitées des VANET, le modèle Proof-of-Trust (PoT) est inséré dans le FT-OLSR, au lieu d'utiliser Proof-of-Work ou Proof-of-Stake, dans lequel l'enjeu correspond à la valeur de confiance de chaque nœud mobile. L'algorithme de consensus PoT est utilisé pour élire les validateurs. Une fois qu'un attaquant est détecté, le validateur confirme l'intégrité du rapport et crée un bloc contenant les informations des attaquants. Le bloc est diffusé sur le réseau et ajouté à la blockchain locale de chaque véhicule. Par conséquent, si le même attaquant tente de communiquer à n'importe quel endroit du réseau, une seule recherche de la blockchain peut isoler l'attaquant.