Cybersécurité des véhicules connectés : contributions pour améliorer l'analyse des risques et la sécurité des communications embarquées

Cyber-security of connected vehicles : contributions to enhance the risk analysis and security of in-vehicle communications

• Auteur / Autrice : Khaled Karray
• Direction : Sylvain Guilley, Jean-Luc Danger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réseaux, information et communications
• Date : Soutenance le 01/04/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Houda Labiod
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Witold Klaudel, Moulay Abdelaziz El Aabid, Eric Dequi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sjouke Mauw, Vincent Nicomette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Véhicules autonomes

Mots clés libres

Cyber-Sécurité

Véhicules

Arbre d'attaques

Modèles formels de sécurité

Systèmes de détection d'intrusion

Protections des bus de communications

Obfuscation sur CAN

Cyber-Security

Vehicules

Attack tree

Formal security models

Intrusion detection system

Protection of communications buses

Obfuscation on CAN

Résumé

Au cours de la dernière décennie, les progrès technologiques ont rendu la voiture de plus en plus autonome et connectée au monde extérieur. D'un autre côté, cette transformation technologique a soumis les véhicules modernes à des cyber-attaques avancées. Les architectures cyber-physiques des systèmes automobiles n'ont pas été conçues dans un souci de sécurité. Avec l'intégration de plates-formes connectées dans ces systèmes cyber-physiques, le paysage des menaces a radicalement changé. Dernièrement, plusieurs atteintes à la sécurité visant différents constructeurs automobiles ont été signalées principalement par la communauté scientifique. Cela fait de la sécurité une préoccupation essentielle, avec un impact important, en particulier sur la future conduite autonome. Afin de remédier à cela, une ingénierie de sécurité rigoureuse doit être intégrée au processus de conception d'un système automobile et de nouvelles méthodes de protections adaptées aux spécificités des systèmes véhiculaire doivent être introduites. La modélisation des menaces et l'analyse des risques sont des éléments essentiels de ce processus. Pour ce faire, les arbres d’attaque se sont avérés un moyen raisonnable de modéliser les étapes d’attaque et d’aider le concepteur à évaluer les risques. Néanmoins, étant donné la diversité des architectures, élaborer des arbres d’attaque pour toutes les architectures peut rapidement devenir un fardeau. Cette thèse aborde la problématique de la sécurité des véhicules connectés. L'approche présentée consiste à améliorer la méthodologie d'évaluation de la sécurité par la génération automatique d'arbres d'attaques pour assister à l'étape d'analyse de risques. On propose aussi de nouvelle méthodes de protections des réseaux internes véhiculaires capables de faire face aux attaques cyberphysiques existantes.

During the last decade, technological advances have made the car more and more connected to the outside world. On the flip side, thistechnological transformation has made modern vehicles subject to advanced cyber attacks. The cyber-physical architectures of automotive systems were not designed with security in mind. With the integration of connected platforms into these cyberphysical systems, the threat landscape has radically changed. Lately, multiple security breaches targeting different car manufacturers have been reported mainly by the scientific community. This makes security a critical concern, with a high impact especially on future autonomous driving. In order to address this gap, rigorous security engineering needs to be integrated into the design process of an automotive system and new protection methods adapted to the specificities of the vehicle systems must be introduced. Threat modeling and risk analysis are essential building blocks of this process. In this context, attack trees proved to be a reasonably good way to model attack steps. Nevertheless, given the diversity of architectures, it can quickly become a burden to draw attack trees for all architectures. This thesis tackles the issues of security of connected vehicles. The proposed approach allows enhancing the threat analysis with the automated generation of attack tree used to assist in the risk assessment step. We also propose novel and efficient protection mechanisms for in-vehicle communication networks capable of coping with existing cyber-physical attacks.