Distribution géographique de données dans l'Internet des Véhicules : une approche logicielle et sécurisée utilisant les réseaux cellulaires

Geographical data dissemination in the Internet of Vehicles : an efficient and secure approach based on SDN

• Auteur / Autrice : Léo Mendiboure
• Direction : Francine Krief, Mohamed Aymen Chalouf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 25/09/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
• Jury : Président / Présidente : Guy Pujolle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Francine Krief, Mohamed Aymen Chalouf, Zoubir Mammeri, Sami Tabbane, Houda Labiod, Hasnaa Aniss
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Zoubir Mammeri, Sami Tabbane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Blockchains

Systèmes informatiques -- Mesures de sûreté

SDN (architecture des réseaux d'ordinateurs)

Réseaux routiers intelligents

Mots clés libres

Internet des Véhicules

Distribution géographique

Sécurité

Sdn

Blockchain

Internet of Vehicles

Geographical data dissemination

Security

Sdn

Blockchain

Résumé

Le déploiement de réseaux de communication véhiculaires apparaît aujourd'hui comme une solution pertinente pour assurer la sécurité des usagers de la route et fluidifier le trafic routier. En effet, ces réseaux véhiculaires rendent possible le déploiement de Systèmes de Transport Intelligents Coopératifs (C-ITS). Grâce aux applications C-ITS, les véhicules pourraient échanger des informations concernant, par exemple, l'état de la chaussée ou un freinage d'urgence.Le fonctionnement de nombreuses applications C-ITS repose sur la distribution géographique des données : téléchargement coopératif, détection d'obstacles, création de cartes coopérative, etc. Jusqu'ici, la distribution de ces informations s'est principalement basée sur des communications directes entre véhicules (véhicule-à-véhicule). Toutefois, cette approche présente des limites lorsque les données doivent être transmises dans des zone géographiques vastes : perte de connectivité, perte de paquets, etc. De plus, les réseaux véhiculaires ont évolué, ces dernières années, d'une approche extit{ad hoc} vers une approche centralisée, intégrant les technologies de communications cellulaires. C'est pourquoi, la distribution géographique de données pourrait s'appuyer sur l'infrastructure cellulaire, largement déployée et garantissant des performances acceptables.Aussi, dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la définition d'une solution efficace et sécurisée pour la distribution géographique de données via l'infrastructure cellulaire. Pour ce faire, nous avons commencé par proposer une évolution de l'architecture de communication véhiculaire actuelle. Grâce aux améliorations proposées, le bon fonctionnement de l'ensemble des applications C-ITS pourrait être garanti. Par la suite, nous avons défini une solution basée sur une approche logicielle pour la distribution géographique de données. L'approche considérée permet de surmonter les limites du protocole actuellement utilisé pour la distribution géographique de données. De plus, elle garantit une gestion efficace de la mobilité des équipements terminaux. Enfin, nous avons introduit une nouvelle solution pour la sécurisation des réseaux véhiculaires définis logiciellement. L'approche proposée, utilisant la technologie Blockchain, vise à garantir un niveau de sécurité élevé et un passage à l'échelle important.

Nowadays, the deployment of vehicular communication networks appears as an efficient solution to improve both road users safety and road traffic efficiency. Indeed, vehicular networks could enable the deployment of Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS). Thanks to C-ITS applications, vehicles could exchange information concerning, for example, road conditions or emergency braking.The operation of many C-ITS applications relies on an efficient geographical dissemination of data: cooperative downloading, obstacle detection, cooperative map creation, etc. So far, this geographical data dissemination has mainly been based on direct communication between vehicles (vehicle-to-vehicle). However, this approach faces limitations when data must be transmitted over large geographical areas: connectivity loss, packet loss, etc. In addition, in recent years, vehicular networks have evolved from an extit{ad hoc} approach to a centralized approach, integrating cellular communication technologies. Therefore, geographical data dissemination could be based on the cellular network, widely deployed and guaranteeing acceptable performance.Thus, in this thesis, we focused on the definition of an efficient and secure solution for cellular-based geographical data dissemination. To achieve that, first of all, we proposed an evolution of the current vehicular communication architecture. Thanks to the proposed improvements, the proper functioning of all C-ITS applications could be guaranteed. Then, we defined a solution, based on a Software Defined approach, to efficiently distribute data geographically. This approach overcomes the limitations of the protocol currently used for geographic data dissemination. Moreover, it guarantees an efficient management of the mobility of terminal devices. Finally, we introduced a new solution to secure software-defined vehicular networks. The proposed approach, using the Blockchain technology, aims to guarantee a high level of security and scalability.