Blockchain et processus de révocation : vers des communications véhiculaires plus sécurisées

Blockchain and revocation process : towards more secure vehicular communications

• Auteur / Autrice : Ahmed Didouh
• Direction : Atika Rivenq, Houda Labiod, Yassin El Hillali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Télécommunication
• Date : Soutenance le 09/12/2021
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Boulet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Atika Rivenq, Houda Labiod, Yassin El Hillali, Hacène Fouchal, Nael B. Abu-Ghazaleh, Jean-Marie Bonnin, Mohammad Abdullah Al Faruque
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hacène Fouchal, Nael B. Abu-Ghazaleh

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules autonomes

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

Mots clés libres

Systèmes de Transport Intelligents coopératifs

Système Cyber-Physique

Communications V2X

VANETs

Blockchain

Cybersécurité

Cooperative-Intelligent Transport Systems

Cyber-Physical Systems

V2X Communications

VANETs

Blockchain

Cybersecurity

Résumé

Les réseaux de communication véhicule sont considérés comme une solution pertinente pour assurer la sécurité des usagers de la route et fluidifier le trafic routier. En effet, ces réseaux véhiculaires permettent le déploiement de Systèmes de Transport Intelligent Coopératifs (C-ITS). Grâce aux applications CITS, les véhicules pourraient échanger des informations sur le trafic routier et les événements qui y sont associés. Cependant, comme effet secondaire, ces communications rendent également les véhicules plus vulnérables aux cyberattaques. Les échanges de données dépendent d’une architecture de sécurité centralisée, qui s’affaiblit avec l’augmentation du nombre de véhicules. Une meilleure solution serait d’utiliser une architecture de sécurité décentralisée pour rectifier cet effet, où chaque véhicule pourrait être impliqué dans la gestion de la sécurité. Ainsi, la croissance d’une flotte de véhicules peut conduire à une sécurité plus robuste. Cependant, une telle solution n’est pas anodine car, en général, les solutions d’architectures décentralisées sont généralement confrontées à des difficultés importantes en termes d’évolutivité. Aussi, dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la définition d’une solution efficace et sécurisée pour intégrer une architecture décentralisée dédiée au système de communication véhiculaire. Nous avons donc commencé par proposer une architecture basée sur la blockchain dédiée aux systèmes de péage autoroutier. Par la suite, nous avons défini une solution basée sur la recherche opérationnelle pour la répartition géographique des réseaux blockchain. Cette solution garantit une gestion efficace de la sécurité des réseaux de véhicules en fonction du trafic routier. De plus, grâce aux améliorations proposées, le bon fonctionnement de toutes les applications C-ITS a pu être garanti. Enfin, nous avons introduit une nouvelle solution pour la révocation de certificats en temps réel. L’approche proposée, utilisant ainsi la technologie Blockchain, vise à assurer un haut niveau de sécurité et une mise à l’échelle significative.

Vehicle communication networks are considered as a relevant solution for ensuring the safety of road users and making road traffic more fluid. Indeed, these vehicular networks make possible the deployment of Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS). Thanks to C-ITS applications, vehicles could exchange information about road traffic and related events. However, as a side effect, these communications also make vehicles more vulnerable to cyber-attacks. Data exchanges depend on a centralized security architecture, which weakens with the increase in vehicles. A better solution would be to use a decentralized safety architecture to rectify this effect, where each vehicle could be involved in safety management. Thus, growing a fleet of vehicles can lead to more robust security. However, such a solution is not trivial because, in general, solutions of decentralized architectures are generally confronted with significant difficulties in terms of scalability. Also, in this thesis, an efficient and secure solution for integrating a decentralized architecture dedicated to the vehicular communication system has been defined. To do this, we started by developing a blockchain-based architecture dedicated to highway toll systems. Subsequently, we defined a solution based on operational research for the geographic distribution of blockchain networks. This solution guarantees effective management of the security of vehicle networks depending on road traffic. In addition, thanks to the proposed improvements, the proper functioning of all C-ITS applications could be guaranteed. Finally, a new solution for real-time certificate revocation has been introduced. The proposed approach, thus using Blockchain technology, aims to ensure a high level of security and significant scaling up.