Sécurité des réseaux de capteurs et des communications véhiculaires

Abstract

Les Réseaux de Capteurs Sans Fils (RCSFs) et les réseaux véhiculaires sont de plus en plus répandus, et déployés dans des domaines d’applications variés tels que la santé, la surveillance environnementale, les applications d’alerte d’accident, et les applications militaires. Cependant, ces réseaux peuvent être sujets à des attaques, ce qui empêche leur utilisation à grande échelle. Cette thèse étudie la sécurité des communications pour les réseaux de capteurs sans fils, et les communications inter-véhiculaires. Dans ce but, nous abordons quatre aspects importants. La première étude porte sur l’authentification des messages diffusés dans les réseaux de capteurs. Nous nous concentrons sur les principaux schémas à base de divulgation de clés d’authentification. Nous démontrons que le délai de divulgation de clé induit un délai d’authentification, ce qui pourrait conduire à une attaque de mémoire de déni de service. Nous proposons ensuite deux protocoles d’authentification de la source dans les RCSFs, pour surmonter la vulnérabilité des solutions existantes. Les schémas proposés garantissent la gestion efficace de la mémoire tampon du récepteur, en utilisant un mécanisme d’authentification par niveau, et une structure de Filtre de Bloom afin de réduire le coût de communication. Ensuite, nous validons nos protocoles en utilisant l’outil de vérification AVISPA, et nous les évaluons avec des expérimentations dans l’environment TinyOS. Nous confirmons que ces protocoles fournissent un service d’authentification de la source tout en respectant les contraintes de RCSFs. La seconde étude porte sur le problème de stockage au niveau des capteurs. Nous considérons en particulier l’attaque d’authentification différée “Delayed Authentication Compromise” (DAC) dans les RCSFs, qui permet à un attaquant d’utiliser une clé déjà divulguée pour signer d’autres messages. Nous montrons d’abord que les systèmes récemment proposés qui sont résistants également à l’attaque DAC sont vulnérables aussi à deux types d’attaques: attaque de permutation de commandes (où un adversaire prétend “permuter” deux messages au fil du temps), et l’attaque de rejet de commandes (où un adversaire semble “cacher” un message envoyé par la station de base). Nous proposons ensuite une nouvelle solution d’authentification. Notre analyse montre que notre solution est efficace pour détecter à la fois l’attaque de permutation de commandes et l’attaque de rejet de commandes, — et en même temps — est plus efficace (en termes de communication et de calcul) que les solutions existantes. xxiDans la troisième étude, nous considérons le problème de la sécurité de la gestion des clés dans les réseaux de capteurs. Nous présentons de nouveaux schémas d’authentification à base de clés symétriques qui présentent un faible coût d’authentification et de communication. Nos systèmes sont construits en intégrant un mécanisme de réputation, un filtre de Bloom, et un arbre binaire de clés pour la distribution et la mise à jour des clés d’authentification. Nos schémas d’authentification sont efficaces en matière de communication et de consommation de l’énergie. La quatrième étude porte sur la sécurité des communications véhiculaires. Nous nous concentrons sur les applications d’alerte d’accident. Nous analysons les menaces pour un ensemble d’algorithmes. Nous démontrons que ces systèmes sont vulnérables à l’attaque d’injection d’une fausse position, à l’attaque de rejeu de message d’alerte, et à l’attaque d’interruption de message d’alerte. Ensuite, nous proposons des contre-mesures à ces menaces. Nous avons donc proposé une solution qui est à la fois rapide et sécurisée pour les applications d’alerte d’accident : Un algorithme rapide et sécurisé pour la diffusion des messages en multi-saut (FS-MBA). Enfin, nous confirmons l’efficacité et la faisabilité des différents protocoles en effectuant un ensemble de simulations sous le simulateur NS-2.