Méthodologie De Conception Et De Vérification Pour Des Réseaux Sensibles Au Temps (TSN) Sécurisés Et Performants Dans Les Applications Embarquées.

Design and Verification Methodology for Secure and Performant Time-Sensitive Networks in Embedded Applications

• Auteur / Autrice : Mohamed ali Guettatfi
• Direction : Ahlem Mifdaoui
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunications
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ISAE-ONERA MOIS MOdélisation et Ingénierie des Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ISAE/DISC/MITT Département d'Ingéniérie des Systèmes Complexes

Mots clés

Mots clés libres

Tsn

Applications Embarquées

Analyse des Performances

Sécurité

Calcul de Réseau

Tsn

Embedded Applications

Performance Analysis

Security

Network Calculus

Résumé

Les applications embarquées critiques, comme celles dans l'aérospatiale et l'automobile, nécessitent des garanties strictes sur la latence de bout en bout et des niveaux élevés de sécurité sans perte de congestion. Les standards de réseau sensible au temps (TSN) sont prometteurs pour fournir de telles garanties tout en standardisant les réseaux embarqués. Ces standards ajoutent des capacités en temps réel aux protocoles Ethernet existants grâce à des mécanismes de planification et de redondance, garantissant des limites de latence et réduisant les pertes de bout en bout. Cependant, ces capacités accrues augmentent la vulnérabilité aux cyberattaques, nécessitant une prise en compte de la sécurité, en plus des performances et de la sûreté, lors du développement des technologies de communication embarquées. Cette thèse vise à aborder les aspects de sécurité et de performance, ainsi que leurs interactions, dès les premières étapes de la conception des systèmes embarqués utilisant les standards TSN. Les principales étapes incluent une analyse des exigences de sécurité par rapport aux standards TSN, la modélisation et l'analyse de l'effet des mécanismes de sécurité sur les métriques de performance, et la validation des mécanismes sélectionnés à travers des études de cas industrielles.

Critical embedded applications, such as those in aerospace and automotive, require strict guarantees on end-to-end latency and high levels of safety with zero congestion loss. Time-sensitive networking (TSN) standards are promising solutions to provide such guarantees while standardizing embedded networks. These standards enhance existing Ethernet protocols with real-time capabilities through scheduling and redundancy mechanisms, ensuring latency bounds and reducing end-to-end losses. However, these enhanced capabilities increase vulnerability to cyberattacks, necessitating the consideration of security alongside performance and safety in the development of embedded communication technologies. This thesis aims to address the security and performance aspects, as well as their interactions, from the initial design stages of embedded systems using TSN standards. The main steps include analyzing security requirements against TSN standards, modeling and analyzing the impact of security mechanisms on performance metrics, and validating the selected mechanisms through industrial case studies.