Algorithmes distribués pour la sécurité et la qualité de service dans les réseaux ad hoc mobiles

Distributed algorithms for security and quality of service in mobile ad hoc networks

• Auteur / Autrice : Ignacy Gawedzki
• Direction : Khaldoun Al Agha
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

OLSR (protocole de réseaux d'ordinateurs)

Qualité de Service (télécommunications)

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Réseaux ad hoc (informatique)

Mots clés libres

Routage pour réseaux

Pertes intentionnelles

Conservation de flot

Résumé

Les protocoles de routage pour réseaux ad hoc actuels supposent l'absence totale de participants malveillants, alors que cette hypothèse est souvent contredite dans les applications. Nous avons cherché à enrichir les protocoles dits proactifs pour permettre aux nœuds de surveiller le réseau de manière distribuée et de mesurer la menace représentée par chacun des autres nœuds. Cette mesure sert à extraire une métrique de qualité de service utilisée ensuite par le protocole de routage pour contourner les nœuds les plus suspects d'après les différentes méthodes de détection utilisées. Nous proposons de détecter la perte de paquets de données, intentionnelle ou non. La détection est réalisée par une vérification distribuée du principe de conservation de flot, basée sur l'échange de compteurs de paquets entre voisins. Nous proposons également une méthode de diffusion de ces valeurs qui permet un meilleur passage à l'échelle. Cette détection ne sert qu'à maintenir un degré de suspicion local qui, une fois diffusé à tout le réseau et recombiné par les autres nœud, produit une métrique de suspicion globale envers chaque nœud. L'application au protocole OLSR est décrite et ses performances évaluées par simulation. Nous montrons que la solution est efficace et que l'impact du surcoût de contrôle sur la capacité du médium reste faible. Nous présentons enfin une plateforme expérimentale du protocole OLSR avec qualité de service et sécurité, servant à faire fonctionner nos solutions dans des mises en place réelles pour déceler les problèmes qui apparaissent lors de l'utilisation de matériel grand public.

Currently available routing protocols for ad hoc networks assume the total absence of malicious participants, although this assumption is seldom true in practical applications. In this work, we look for a way to augment proactive protocols so as to let nodes watch over the network in a distributed fashion and measure the threat represented by every node. The measurement is used to extract a quality of service metric used in turn by the routing protocol to avoid the most suspected nodes, according to all the implemented detection methods. We propose to detect data packet loss, be it intentional or not. The detection is performed by a verification of the principle of flow conservation, based on the exchange of packet counters between neighbors. A scalable method of diffusion of these values is also proposed. The actual checking is used to maintain a local degree of distrust which is diffused in all the network and recombined by the nodes into a global metric of distrust in each node. The application to the OLSR protocol is described and its performance evaluated by simulation. We show that the solution is efficient and that the impact of the control overhead on the medium capacity remains low. Finally, an experimental platform of OLSR with quality of service and security is presented, which is aimed at making our solutions work in an actual real setup in order to reveal any potential problem that may appear with the use of commercial off-the-shelf hardware.