Security in opportunistic communications

• Auteur / Autrice : Abdullatif Shikfa
• Direction : Refik Molva, Suna Melek Önen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, Télécom ParisTech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cryptographie

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Systèmes de communication sans fil

Résumé

Dans cette thèse, nous étudions la sécurité des communications opportunistes. Dans ce nouveau type de communication, la mobilité des nœuds implique que les solutions de sécurité doivent être dynamiques et locales. Par ailleurs l’absence de connectivité bout-en-bout compromet toute solution de sécurité interactive. En outre, contrairement au routage traditionnel basé sur des adresses, les nouvelles stratégies de transmission opportunistes utilisent des informations comme le contexte d'un nœud ou le contenu d'un message pour prendre les décisions de transfert. Contexte et contenu sont des informations sensibles que les utilisateurs pourraient ne pas vouloir révéler aux autres afin de préserver leur vie privée, par conséquent, ces informations doivent être manipulées avec soin pour assurer leur confidentialité. Le conflit entre les exigences de sécurité et de routage justifie la recherche de nouveaux mécanismes de sécurité qui permettent certaines opérations sur des données chiffrées. Après avoir analysé les problèmes de sécurité dans les communications opportunistes, nous proposons une solution de sécurité complète pour la communication basée sur le contexte. Cette solution garantit non seulement la confidentialité des données et le respect de la vie privée des utilisateurs, mais aussi la correction des opérations, ce qui procure une résistance face aux attaques visant à perturber ou à endiguer la communication. Nous proposons aussi un protocole de routage basé sur le contenu qui préserve la vie privée des utilisateurs via un système de chiffrement multicouches, et une solution associée de gestion de clés, qui est locale et dépendante de la topologie.

In this thesis, we investigate security in opportunistic communications. This new communication paradigm involves storing and carrying messages in addition to forwarding and impacts all security aspects of communication. Indeed, nodes’ high mobility implies that security solutions should be dynamic and local. Furthermore, delay tolerance, which is one of the main characteristics of opportunistic networks, has a strong impact from a security perspective as it amounts to the infeasibility of interactive protocols. Moreover, radically new forwarding strategies have been proposed to enable communication in opportunistic networks: parting from traditional network addresses, these enriched forwarding strategies use information such as context of a node or content of a message to take forwarding decisions. Context or content are sensitive information that users might not want to reveal to others in order to preserve their privacy, hence these information should be carefully handled to ensure their secrecy. The conflicting requirements between security and forwarding motivate the need for new security mechanisms that enable computation on encrypted data. After analyzing the security challenges in opportunistic communications, we propose a complete security framework for context-based communication. This framework features not only data confidentiality and user privacy, but also computation assurance, which provides resilience against malicious entities aiming at disrupting or subverting the communication. We also propose a privacy-preserving content-based protocol which relies on multiple encryption layers, and an associated local and topology-dependent key management solution.