Une nouvelle architecture basée sur la blockchain pour les opérateurs de réseaux mobiles : au-delà de la 5G
Auteur / Autrice : | Fariba Ghaffari |
Direction : | Noël Crespi, Emmanuel Bertin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique, données, IA |
Date : | Soutenance le 13/10/2023 |
Etablissement(s) : | Institut polytechnique de Paris |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Télécom SudParis (Evry ; 2012-....) - Institut Polytechnique de Paris / IP Paris - Réseaux, Systèmes, Services, Sécurité / R3S |
Etablissement opérateur d'inscription : Télécom SudParis (Evry ; 2012-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Emmanuelle Anceaume |
Examinateurs / Examinatrices : Axel Küpper, Mika Ylianttila, Abdelkader Lahmadi, Cigdem Sengul | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Axel Küpper, Mika Ylianttila |
Mots clés
Résumé
Alors que l'architecture centralisée et autonome existante des opérateurs de réseaux mobiles (ORM) fournit une connectivité à des milliards d'utilisateurs, ils souffrent d'un manque de mécanismes techniques pour améliorer la collaboration entre les MNO et les autres fournisseurs.Cela a des impacts sur les coûts de mutualisation, ainsi que sur la consommation d'énergie et l'impact environnemental. Cela peut également empêcher l'avènement de modèles commerciaux plus collaboratifs avec d'autres fournisseurs ou même avec des clients. De plus, la complexité des réseaux au-delà de la 5G peut dépasser la capacité d'un ORM à gérer le coût et la complexité. Enfin, les architectures MNO existantes souffrent également de leur centralisation, problèmes techniques et vulnérabilités.Relever ces défis n'est pas un voyage simple. Cependant, nous croyons qu'il y a un intérêt à proposer à la communauté de la recherche en télécommunications une approche de table rase. De telles solutions alternatives doivent - au moins - avoir un écosystème distribué/décentralisé, assurer la fiabilité entre les acteurs dans l'environnement méfiant, partager les ressources entre les parties prenantes, apporter une automatisation plus élevée et fournir une sécurité et une confidentialité suffisantes.La blockchain est une technologie de registre distribué peer-to-peer qui ne peut être mise à jour que par consensus entre la majorité des nœuds participants sur le réseau. En raison de ses caractéristiques intrinsèques, la Blockchain et les smart contrats peuvent réduire le coût, la latence et la complexité de la collaboration entre les entités d'un réseau cellulaire multi-acteurs tout en augmentant la fiabilité, la traçabilité et les capacités de supervision.Ce travail propose un système de connectivité mobile multi-acteurs qui fournit une solution distribuée et sécurisée prou les entités et les acteurs de l'écosystème du réseau cellulaire. Pour ce faire, ce travail fournit dans un premier temps une étude complète des défis existants dans les réseaux cellulaires actuels concernant les aspects commerciaux et de collaboration, les problèmes techniques et la sécurité. Les résultats de ces études nous ont amenés à proposer deux contributions principales, l'une concernant la coopération entre les différents acteurs de l'écosystème des réseaux cellulaires, et l'autre pour la collaboration entre les ORM pour la gestion des identités et des profils.Plus précisément, la première contribution propose un nouvel écosystème de télécommunications hybride (distribué-décentralisé) pour façonner la conception des réseaux au-delà de la 5G et de la 6G. Cette méthode offre la possibilité d'éliminer toute autorité centrale, d'augmenter la tolérance aux pannes du système, de simplifier les procédures informatiques et de sécuriser le paiement entre les entités.La deuxième contribution introduit une nouvelle gestion des profils d'utilisateurs et un portage des numéros et des profils mobiles en plus de la Blockchain et des contrats intelligents. Cette méthode vise à éliminer l'autorité centrale dans la procédure de portage en créant un système plus collaboratif et distribué dans ce but, à augmenter l'automatisation et la confiance, et à remédier à la latence élevée de la méthode existante de portage des ORM. De plus, il offre la possibilité de porter les profils des utilisateurs vers l'ORM destinataire ainsi que le numéro de téléphone avec une procédure automatisée sans autorité centralisée ni tiers.Pour évaluer le système proposé et analyser sa faisabilité de mise en œuvre, nous avons proposé trois scénarios de déploiement dans lesquels la Blockchain peut être logiquement positionnée soit en RAN, cœur de réseau, ou couche de service. Les résultats de l'évaluation montrent que le système est suffisamment évolutif en ce qui concerne le nombre d'acteurs et de collaborateurs, et en fonction des exigences du réseau, ses performances et son niveau de sécurité sont ajustables.