Ce travail s'inscrit dans le cadre de la vérification formelle de programmes. La vérification de modèle permet de s'assurer qu'une propriété est vérifiée par le modèle du système. Cette thèse étudie la vérification paramétrée de réseaux composés d'un nombre non borné de processus identiques où le nombre de processus est considéré comme un paramètre. Concernant les réseaux de protocoles probabilistes temporisés nous montrons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation sont indécidables pour des topologies de communication en cliques. Cependant, en considérant des pertes et créations probabiliste de processus ces problèmes deviennent décidables. Pour ce qui est des réseaux dans lequel les messages n'atteignent qu'une sous partie des composants choisie de manière non-déterministe, nous prouvons que le problème de l'accessibilité paramétrée est décidable grâce à une réduction à un nouveau modèle de jeux à deux joueurs distribué pour lequel nous montrons que l'on peut décider de l'existence d'une stratégie gagnante en coNP. Finalement, nous considérons des stratégies locales qui permettent d'assurer que les processus effectuent leurs choix non-déterministes uniquement par rapport a leur connaissance locale du système. Sous cette hypothèse de stratégies locales, nous prouvons que les problèmes de l'accessibilité et de synchronisation paramétrées sont NP-complet. / This thesis deals with formal verification of distributed systems. Model checking is a technique for verifying that the model of a system under study fulfills a given property. This PhD investigates the parameterized verification of networks composed of many identical processes for which the number of processes is the parameter. Considering networks of probabilistic timed protocols, we show that the parameterized reachability and synchronization problems are undecidable when the communication topology is a clique. However, assuming probabilistic creation and deletion of processes, the problems become decidable. Regarding selective networks, where the messages only reach a subset of the components, we show decidability of the parameterized reachability problem thanks to reduction to a new model of distributed two-player games for which we prove decidability in coNP of the game problem. Finally, we consider local strategies that enforce all processes to resolve the non-determinism only according to their own local knowledge. Under this assumption of local strategy, we were able to show that the parameterized reachability and synchronization problems are NP-complete.

De nos jours, la voiture est devenue le mode de transport le plus utilisé, mais malheureusement, il est accompagné d’un certain nombre de problèmes (accidents, pollution, embouteillages, etc.), qui vont aller en s’aggravant avec l’augmentation prévue du nombre de voitures particulières, malgré les efforts très importants mis en œuvre pour tenter de les réduire ; le nombre de morts sur les routes demeure très important. Les réseaux sans fil de véhicules, appelés VANET, qui consistent de plusieurs véhicules mobiles sans infrastructure préexistante pour communiquer, font actuellement l’objet d'une attention accrue de la part des constructeurs et des chercheurs, afin d’améliorer la sécurité sur les routes ou encore les aides proposées aux conducteurs. Par exemple, ils peuvent avertir d’autres automobilistes que les routes sont glissantes ou qu’un accident vient de se produire. Dans VANET, les protocoles de diffusion (broadcast) jouent un rôle très important par rapport aux messages unicast, car ils sont conçus pour transmettre des messages de sécurité importants à tous les nœuds. Ces protocoles de diffusion ne sont pas fiables et ils souffrent de plusieurs problèmes, à savoir : (1) Tempête de diffusion (broadcast storm) ; (2) Nœud caché (hidden node) ; (3) Échec de la transmission. Ces problèmes doivent être résolus afin de fournir une diffusion fiable et rapide. L’objectif de notre recherche est de résoudre certains de ces problèmes, tout en assurant le meilleur compromis entre fiabilité, délai garanti, et débit garanti (Qualité de Service : QdS). Le travail de recherche de ce mémoire a porté sur le développement d’une nouvelle technique qui peut être utilisée pour gérer le droit d’accès aux médias (protocole de gestion des émissions), la gestion de grappe (cluster) et la communication. Ce protocole intègre l'approche de gestion centralisée des grappes stables et la transmission des données. Dans cette technique, le temps est divisé en cycles, chaque cycle est partagé entre les canaux de service et de contrôle, et divisé en deux parties. La première partie s’appuie sur TDMA (Time Division Multiple Access). La deuxième partie s’appuie sur CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) pour gérer l’accès au medium. En outre, notre protocole ajuste d’une manière adaptative le temps consommé dans la diffusion des messages de sécurité, ce qui permettra une amélioration de la capacité des canaux. Il est implanté dans la couche MAC (Medium Access Control), centralisé dans les têtes de grappes (CH, cluster-head) qui s’adaptent continuellement à la dynamique des véhicules. Ainsi, l’utilisation de ce protocole centralisé nous assure une consommation efficace d’intervalles de temps pour le nombre exact de véhicules actifs, y compris les nœuds/véhicules cachés; notre protocole assure également un délai limité pour les applications de sécurité, afin d’accéder au canal de communication, et il permet aussi de réduire le surplus (overhead) à l’aide d’une propagation dirigée de diffusion. / Nowadays, the car has become the most popular mode of transport, but unfortunately its use is accompanied by a number of problems (accidents, pollution, congestion, etc.). These problems will get worse with the increase in the number of passenger cars, despite very significant efforts made to reduce the number of road deaths, which is still very high. Wireless networks for vehicles called VANET (Vehicle Ad Hoc Networks), were developed when it became possible to connect several mobile vehicles without relying on pre existing communication infrastructures. These networks have currently become the subject of increased attention from manufacturers and researchers, due to their potential for improving road safety and/or offering assistance to drivers. They can, for example, alert other drivers that roads are slippery or that an accident has just occurred. In VANETs, broadcast protocols play a very important role compared to unicast protocols, since they are designed to communicate important safety messages to all nodes. Existing broadcast protocols are not reliable and suffer from several problems: (1) broadcast storms, (2) hidden nodes, and (3) transmission failures. These problems must solved if VANETs are to become reliable and able to disseminate messages rapidly. The aim of our research is to solve some of these problems while ensuring the best compromise among reliability, guaranteed transmission times and bandwidth (Quality of Service: QoS). The research in this thesis focuses on developing a new technique for managing medium access. This protocol incorporates the centralized management approach involving stable clusters. In this technique, time is divided into cycles; with each cycle being shared among the control and service channels, and is divided into two segments. The first is based on TDMA (Time Division Multiple Access) while the second is based on CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) to manage access to the medium. Furthermore, our protocol adaptively adjusts the time consumed in broadcasting safety messages, thereby improving channel capacity. It is implemented in the MAC (Medium Access Control), and centralized in stable cluster heads that are able to adapt to the dynamics of vehicles. This protocol provides a centralized and efficient use of time intervals for an exact number of active vehicles, including hidden nodes/vehicles. Our protocol also provides time intervals dedicated to security applications for providing access to communication channels, and also reduces overhead via directed diffusion of data. Keywords: Ad-hoc networks, VANET, Vehicle, Periodic Safety Messages, broadcast protocols, contention-free.

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