Research on security and privacy in vehicular ad hoc networks

Abstract

Los sistemas de redes ad hoc vehiculares (VANET) tienen como objetivo proporcionar una plataforma para diversas aplicaciones que pueden mejorar la seguridad vial, la eficiencia del tráfico, la asistencia a la conducción, la regulación del transporte, etc. o que pueden proveer de una mejor información y entretenimiento a los usuarios de los vehículos. Actualmente se está llevando a cabo un gran esfuerzo industrial y de investigación para desarrollar un mercado que se estima alcance en un futuro varios miles de millones de euros. Mientras que los enormes beneficios que se esperan de las comunicaciones vehiculares y el gran número de vehículos son los puntos fuertes de las VANET, su principal debilidad es la vulnerabilidad a los ataques contra la seguridad y la privacidad.<br/><br/>En esta tesis proponemos cuatro protocolos para conseguir comunicaciones seguras entre vehículos. En nuestra primera propuesta empleamos a todas las unidades en carretera (RSU) para mantener y gestionar un grupo en tiempo real dentro de su rango de comunicación. Los vehículos que entren al grupo de forma anónima pueden emitir mensajes vehículo a vehículo (V2V) que inmediatamente pueden ser verificados por los vehículos del mismo grupo (y grupos de vecinos). Sin embargo, en la primera fase del despliegue de este sistema las RSU pueden no estar bien distribuídas. Consecuentemente, se propone un conjunto de mecanismos para hacer frente a la seguridad, privacidad y los requisitos de gestión de una VANET a gran escala sin la suposición de que las RSU estén densamente distribuidas. La tercera propuesta se centra principalmente en la compresión de las evidencias criptográficas que nos permitirán demostrar, por ejemplo, quien era el culpable en caso de accidente. Por último, investigamos los requisitos de seguridad de los sistemas basados en localización (LBS) sobre VANETs y proponemos un nuevo esquema para la preservación de la privacidad de la localización en estos sistemas sobre dichas redes.

Vehicular ad hoc network (VANET) systems aim at providing a platform for various applications that can improve traffic safety and efficiency, driver assistance, transportation regulation, infotainment, etc. There is substantial research and industrial effort to develop this market. It is estimated that the market for vehicular communications will reach several billion euros. While the tremendous benefits expected from vehicular communications and the huge number of vehicles are strong points of VANETs, their weakness is vulnerability to attacks against security and privacy.<br/><br/>In this thesis, we propose four protocols for secure vehicle communications. In our first proposal, we employ each road-side unit (RSU) to maintain and manage an on-the-fly group within its communication range. Vehicles entering the group can anonymously broadcast vehicle-to-vehicle (V2V) messages, which can be instantly verified by the vehicles in the same group (and neighbor groups). However, at the early stage of VANET deployment, the RSUs may not be well distributed. We then propose a set of mechanisms to address the security, privacy, and management requirements of a large-scale VANET without the assumption of densely distributed RSUs. The third proposal is mainly focused on compressing cryptographic witnesses in VANETs. Finally, we investigate the security requirements of LBS in VANETs and propose a new privacy-preserving LBS scheme for those networks.