Security mechanisms for ad hoc routing protocols

• Auteur / Autrice : Xiaoyun Xue
• Direction : Michel Riguidel, Jalel Ben Othman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protocoles de réseaux d'ordinateurs

Réseaux ad hoc (informatique)

Résumé

Les réseaux ad hoc sont des réseaux sans fil et mobile sans aucune infrastructure, et le routage ad hoc est très différent de celui des réseaux traditionnels. Pour la sécurisation du routage ad hoc, il faut contrer non seulement les attaques actives, mais aussi des comportements égoïstes. De plus, il faut éviter la dégradation de performance causée par les mécanismes de sécurité. Dans cette thèse, nous présentons d'abord une classification de vulnérabilités du routage ad hoc, avec laquelle le modèle 'l'arbre des attaques' est utilisé. La séparation des objectives et des mécanismes d'attaques va nous permettre de repérer facilement quelles sont les attaques à contrer pour un objectif de sécurité donné. Ensuite, nous avons proposé quelques mécanismes de sécurité pour le routage des réseaux ad hoc, tout en limitant la dégradation de QoS due à ces mécanismes. Premièrement, un schéma de watchdog sécurisé appelé SWAN a été proposé. Il garantit l'authentification dans la supervision de watchdog et réduit le besoin de stockage du watchdog. Deuxièmement, nous proposons TRP qui est un protocole de routage réactif sécurisé intégrant un modèle de confiance. Troisièmement, deux mécanismes de sécurité appelé respectivement HPLS et TCSec ont été proposés pour sécuriser le protocole de routage proactive OLSR. Les simulations sur les mécanismes de sécurité que nous proposons dans cette thèse montrent qu'ils sont robustes et performants. Finalement, nous décrivons nos considérations pour concevoir un nouveau protocole de routage ad hoc sécurisé dès le départ, et quelques perspectives dégagées par les travaux de cette thèse.

Mobile Ad hoc Networks (MANETs) refer to mobile and wireless networks independent of any infrastructure. Some ad hoc scenarios are in a hostile environment. Moreover, due to numerous constraints such as the lack of infrastructure, the lack of a-priori trust relationship, resource-constrained nodes, mobility, etc. , the ad hoc routing is vulnerable to numerous attacks. In this dissertation, we first present a classification of ad hoc routing vulnerabilities using the attack tree analysis model. The main characteristic of this work is that we distinguish objectives and mechanisms of attacks. This distinction can help security defenders to easily notice which attacks should be prevented under which security objectives. We then focus on the propositions of new secure mechanisms for ad hoc routing protocols, and we also pay attention to limit the performance degradation caused by security mechanisms. First of all, we proposed a Secure Watchdog for Ad hoc Networks (SWAN) to ensure the authentication in supervision and to reduce the storage requirement of watchdog. Secondly, a Trust-based Routing Protocol (TRP) is proposed, which is a protocol based on source routing and a trust model. Thirdly, two security mechanisms for Optimized Link State Routing protocol (OLSR), respectively Hash Proved Link State (HPLS) and TC Securing (TCSec), are proposed to reinforce the security and to reduce the cryptography overhead required by an existing solution. Simulations show that our mechanisms are both robust and lightweight. The dissertation is ended with some guidelines for the design of a new ad hoc routing protocol secured from scratch.