Soutenance mémoire
Les systèmes de transports intelligents (STI) représentent la combinaison de technologies avancées de l’information et de la communication dans le domaine du transport et de la logistique. Ils sont utilisés afin d’améliorer la sécurité routière, réduire la congestion du trafic et améliorer l’expérience de conduite. Historiquement, les STIs sont nés de la reconnaissance des limites des systèmes de transports traditionnels, avec l’accroissement des phénomènes de congestion et d’accidents de la route (chaque année, une moyenne de 1,3 million de personnes meurent dans des accidents de la route à travers le monde, et entre 20 et 50 millions de personnes subissent des traumatismes non mortels [6]). D’une autre part, l’apparition des technologies de gérance de transport en utilisant des infrastructures routières (les feux tricolores aux États-Unis en 1914, les parcmètres en 1935), l’incrémentation du nombre de véhicules (75 millions de véhicules dans les années 60), et l’apparition de nouvelles technologies orientée-véhicule (ceintures de sécurité, tableaux de bord rembourrés, standardisation des pare-chocs).
A la fin des années 60 et au début des années 70, les STIs ont vu le jour avec le système CACS (Comprehensive Automobile Traffic Control System) au Japon [7], et le système l’ERGS (Electronic Route Guidance System) en Allemagne et aux États Unis [8], où sont lancés les premiers programmes de guidage autoroutier, dont la mise en place des premiers capteurs de vitesse, de débit autoroutier et d’occupation des surfaces routières. Seront ainsi généralisés les premiers signaux électroniques de trafic (DMS, dynamic message signs) et les premiers algorithmes de localisation avec leur représentation sur des cartes digitalisées. L’ensemble de ces innovations a été capitalisé par la création des premiers centres de gestion du trafic (TMS, traffic management centers) qui intègrent les données liées à la météorologie, à la vitesse des véhicules, à la congestion et à l’accidentologie [9]. Les technologies utilisées dans les STIs varient, allant de systèmes de gestion basiques (tels que les systèmes de gestion des feux de circulation, les radars ou la vidéo-surveillance) aux applications plus avancées qui intègrent des données en temps-réel avec retours d’informations de nombreuses sources (comme les systèmes de navigation embarqués en temps réel). Pour assurer ces applications, les STIs doivent assurer la transmission des informations sur le trafic aux conducteurs et aux autorités de transport avec précision et dans les plus brefs délais. Cette transmission est assurée par un réseau sans fil et mobile , connu sous le nom de Vehicular Ad-hoc Network (VANET).
Définition des VANETs
Plusieurs définitions académiques des VANETs ont été proposées dans la littérature. Dans [10], les auteurs ont défini les VANETs comme une sousclasse des réseaux ad hoc mobile (MANET), seulement que les nœuds sont des véhicules en mouvement, contrairement aux MANETs dont les nœuds sont des équipements mobiles connectés sans fil. Dans [11], les auteurs ont défini VANET comme un ensemble de nœuds mobiles composés de véhicules, ainsi que de nœuds fixes appelés RSU déployés à des endroits critiques tels que des routes glissantes, des stations de service, des bâtiments administratifs, des intersections dangereuses ou des endroits bien connus pour des conditions météorologiques dangereuses.
Les modes de communication
VANET assure l’échange des informations inter-véhiculaire via le mode de communication Véhicule-à-Véhicule (V2V), entre les véhicules et les RSUs via le mode véhicule-à-infrastructure (V2I), et entre les autres véhicules et l’infrastructure en même temps avec le mode de communication hybride.
Communication Inter-véhicule (V2V)
La communication inter-véhicule utilise le multicast/broadcast en multisots pour transmettre les informations relatives aux trafics à un groupe de récepteurs. Dans les systèmes de transport intelligents, les véhicules doivent être intéressés uniquement par l’activité sur la route qui est en avant et ignorer ce qui est derrière (exemple de diffusion de message ALERT au sujet d’une collision imminente). Il y a deux types d’expédition de message dans des communications inter-véhicule : la diffusion naïve et la diffusion intelligente. Dans la diffusion naïve, les véhicules envoient des messages à diffusion générale périodiquement et sur un intervalle régulier. À la réception du message, le véhicule ignore le message s’il est venu d’un véhicule qui est derrière lui. Si le message vient d’un véhicule de l’avant, le véhicule récepteur envoie à son tour le message en diffusion générale vers les véhicules qui sont derrière lui. Ceci assure que tous les véhicules qui sont en déplacement vers l’avant reçoivent tous les messages à diffusion générale. Les limitations de cette méthode c’est qu’on va avoir un grand nombre de messages à diffusion générale, ce qui augmente le risque de collision de message dans le réseau. La diffusion intelligente avec une reconnaissance implicite des adresses corrige le problème qu’on trouve dans la diffusion naïve en limitant le nombre de diffusion d’un message donné. Si le véhicule reçoit le même message venant de derrière, il présume qu’au moins un véhicule derrière l’a déjà reçu. L’idée est que chaque véhicule qui est derrière est responsable de transmettre le message pour ses prochains qui sont derrière lui. Si un véhicule reçoit un message de plus d’une source il agira sur le premier message seulement [12].
Communication entre Véhicules et Infrastructure (V2I)
La communication entre Véhicules et le Bord de la route représente une émission en un seul sot, où l’unité de Bord de la route envoie un message en diffusion à tous les véhicules à proximité. Ce type de communication fournie une bonne bande passante entre les véhicules et les Points d’accès de Bord de route. Les unités de bord de route peuvent être placées à chaque kilomètre, ainsi elles permettent d’avoir des débits de transmission élevés même dans un environnement de dense circulation [12].
Communications hybride
La combinaison de ces deux types de communications permet d’obtenir une communication hybride très intéressante. En effet, les portées des infrastructures étant limitées, l’utilisation de véhicules comme relais permet d’étendre cette distance. Dans un but économique et en évitant de multiplier les bornes à chaque coin de rue, l’utilisation de sauts par véhicules intermédiaires prend toute son importance [13].
Les Caractéristiques des VANETs
Contrairement aux autres types de réseaux sans-fil, Les VANET sont caractérisés par un ensemble de propriétés particulières qui les rendent très distincts, nous citons parmi eux :
Déconnexion fréquente
Les véhicules se déplacent tout en échangeant des informations. En raison des changements rapides de topologie, les connexions entre deux véhicules sont facilement déconnectées. Habituellement, les déconnexions se produisent dans des réseaux peu fréquents [15].
Le potentiel énergétique
À la différence des réseaux sans fil traditionnels où la contrainte d’énergie représente un facteur important, les entités des réseaux véhiculaires disposent de grandes capacités énergétiques qu’elles tirent du système d’alimentation des véhicules.
L’environnement de communication et le modèle de mobilité
Les réseaux véhiculaires imposent la prise en compte d’une plus grande diversité environnementale. Du fait de la mobilité des véhicules, il est en effet possible de passer d’un environnement urbain caractérisé par de nombreux obstacles à la propagation des signaux, à un environnement périurbain ou autoroutier présentant des caractéristiques différentes. En plus de cette diversité environnementale, les réseaux véhiculaires se distinguent également des réseaux sans fil ordinaires par un modèle de mobilité dont une des traductions les plus évidentes est l’importante vitesse des nœuds qui réduit considérablement les durées de temps pendant lesquelles les nœuds peuvent communiquer.
Le modèle de communication
Les réseaux véhiculaires ont été imaginés principalement pour les applications liées à la sécurité routière (ex. diffusion de messages d’alerte). Dans ce type d’application, les communications se font presque exclusivement par reliages successifs d’une source vers une multiplicité de destinataires. Le modèle de transmission en broadcast ou en multicast est donc appelé à dominer largement dans les réseaux véhiculaires, ce qui n’est par exemple pas sans conséquence sur la charge du réseau et le modèle de sécurité à mettre en œuvre.
La taille du réseau
Étant donné les avancées importantes réalisées dans le domaine des communications sans fil et les bas coûts des équipements associés, les véhicules qui intègrent déjà massivement des systèmes GPS et des équipements Bluetooth, seront très probablement équipés et ce, tout aussi massivement, de plateformes de communication leur permettant de constituer de véritables réseaux. Ce faisant, et compte tenu de l’importance sans cesse grandissante de la densité et du parc des véhicules, on peut s’attendre à ce que la taille des réseaux véhiculaires dont les déploiements restent encore très confidentiels, soit d’une tout autre ampleur. L’importance potentielle de la taille des réseaux véhiculaires constitue donc une caractéristique majeure à prendre en compte dans la conception de ces réseaux.
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Table des matières
Introduction générale
1 Les réseaux ad-hoc véhiculaires (VANET)
1.1 Introduction
1.2 Définition des VANETs
1.3 Les modes de communication
1.3.1 Communication Inter-véhicule (V2V)
1.3.2 Communication entre Véhicules et Infrastructure (V2I)
1.3.3 Communications hybride
1.4 Les Caractéristiques des VANETs
1.4.1 Déconnexion fréquente
1.4.2 Le potentiel énergétique
1.4.3 L’environnement de communication et le modèle de mobilité
1.4.4 Le modèle de communication
1.4.5 La taille du réseau
1.5 Normes et Standardisation : Dedicated Short Range Communication (DSRC)
1.5.1 IEEE 802.11p
1.5.2 IEEE 1609.4
1.5.3 IEEE 1609.3
1.5.4 IEEE 1609.2
1.5.5 Le standard « SAE J2735 Message Set Dictionary »
1.5.6 Le standard « SAE J2945.1 »
1.6 Les applications
1.6.1 Orienté-Sécurité
1.6.2 Orienté-Gestion de trafic
1.6.3 Orienté-Commerciale
1.7 L’architecture intérieure des noeuds
1.7.1 Les composants
1.7.2 Le réseau embarqué
1.8 Conclusion
2 La sécurité dans les réseaux VANETs
2.1 Introduction
2.2 La sécurité informatique
2.3 Les sécurité des VANETs
2.4 Les services de sécurité
2.4.1 Authentification
2.4.2 Confidentialité
2.4.3 Disponibilité
2.4.4 Intégrité
2.4.5 Non-répudiation
2.5 Les défis de sécurité dans les VANETs
2.6 Les contraintes de sécurité dans les VANETs
2.7 Les attaquants
2.7.1 Attaquant interne vs attaquant externe
2.7.2 Attaquant malveillant vs attaquant rationnel
2.7.3 Attaquant passif vs attaquant actif
2.8 Les différents types d’attaques dans les VANETs
2.8.1 Sur l’authentification
2.8.2 Sur disponibilité
2.8.3 Sur la confidentialité
2.8.4 Sur l’intégrité
2.8.5 Sur la non-répudiation
2.9 Conclusion
3 Les Botnets Véhiculaire et la Littérature
3.1 Introduction
3.2 Les botnets
3.2.1 Architecture
3.2.2 Cycle de vie
3.2.3 Méthodes de communication
3.3 Les botnets dans la littérature
3.3.1 Détection basée sur les Honeypots
3.3.2 Détection basée sur le trafic réseau
3.4 Les botnets véhiculaire
3.5 Les botnets véhiculaires dans la littérature
3.5.1 Ghost
3.5.2 Attaque sur la congestion
3.5.3 Botveillance
3.5.4 RIoT
3.5.5 Shieldnet
3.6 Conclusion
4 AntibotV : un framework de détection des botnets véhiculaires, basé sur une détection comportementale à plusieurs niveaux
4.1 Introduction
4.2 Les modèles de menace
4.2.1 Attaques DDoS
4.2.2 Les attaques de vol d’information
4.2.3 Les attaques à l’intérieur du véhicule
4.3 Le modèle proposé : AntibotV
4.3.1 Présentation du modèle AntibotV
4.3.2 Traffic collection module
4.3.3 Analyzer module
4.3.4 Manager module
4.4 Expérimentation
4.4.1 Base de donnés du trafic réseau
4.4.2 In-Véhicule ensemble de données
4.4.3 Résultats et discussion
4.4.4 Discussion et comparaison
4.5 Conclusion
Conclusion générale
