Orientador: Renata Spolon Lobato / Coorientador: Aleardo Manacero Junior / Banca: Norian Marranghello / Banca: Hélio Crestana Guardia / Resumo: Uma rede veicular - ou VANET (Vehicular Ad Hoc Network) - é um tipo especial de rede móvel na qual os nós são veículos ou estações base. Essas redes são formadas por sistemas de comunicação entre veículos automotores equipados com dispositivos de comunicação sem fio de curto alcance, ou entre um veículo e a infraestrutura fixa (estação base) localizada à margem da estrada. A partir dessa tecnologia é possível desenvolver diversas aplicações, classificadas em três áreas: segurança, informação e entretenimento. Este trabalho aborda o problema da segurança, com uma proposta de implementação e avaliação do μTESLA, um protocolo de autenticação usado para garantir a autenticidade da origem das mensagens enviadas por radiodifusão. Esse protocolo gera poucas sobrecargas de processamento e armazenamento, pois são utilizadas apenas primitivas simétricas e revelação tardia de chaves para efetivar a autenticação das mensagens, não necessitando de mecanismos mais complexos como assinatura digital ou criptografia assimétrica. Essa implementação foi testada e validada através do uso de dois simuladores gratuitos e de código aberto, a saber: VanetMobiSim, que forneceu os padrões de mobilidade de tráfego, e NS-2, que simulou a rede veicular e suas transferências de pacotes (mensagens) / Abstract: A vehicular network - or VANET (Vehicular Ad Hoc Network) - is a special type of mobile network in which nodes are vehicles or base stations. These networks are formed by communication systems between automotive vehicles equipped with short range wireless communication devices, or between a vehicle and the fixed infrastructure (base station) located on the roadside. From this technology it is possible to develop various applications, classified into three areas: safety, information and entertainment. This study addresses the security problem with a proposal for implementation and evaluation of the μTESLA, an authentication protocol used to guarantee the authenticity of the origin of messages sent in broadcasting. This protocol generates reduced processing and storage overloads, since only symmetric primitives and delayed disclosure of keys are used to carry out the authentication of messages, not requiring more complex mechanisms such as digital signature and asymmetric encryption. This implementation has been tested and validated through the use of two free and open source simulators, namely: VanetMobiSim, which was used to provide the traffic mobility patterns, and NS-2, which was use to simulate the vehicular network and their packet transfers (messages) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-13. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:23Z : No. of bitstreams: 1 000864059.pdf: 3225701 bytes, checksum: e792a322c9dd0136bdb287979e6d71b7 (MD5) / Atualmente um paradigma de redes Ad Hoc tem sido amplamente estudado e desenvolvido, estas são as redes Ad hoc veiculares (VANETs - Vehicular Ad hoc NETworks). Partindo do pressuposto que os carros estão cada vez mais inteligentes, as VANETs surgiram com a proposta de proporcionar a comunicação entre os veículos das rodovias. Esta comunicação visa garantir maior segurança para os membros envolvidos no trânsito. Para garantir esta segurança é necessário que os dados trocados entre os veículos sejam confiáveis. Uma das técnicas abordadas nesta dissertação é o uso de sistemas de reputação, no qual a confiança nos veículos é baseada em votos de seus vizinhos. Ou seja, veículos com mais votos positivos, mais confiáveis são e vice-versa. Neste trabalho, foi modelado e simulado um sistema de reputação centralizado, em que uma unidade central é responsável por gerenciar as reputações. Com este sistema centralizado as reputações dos veículos que já foram avaliados ficam armazenadas por tempo indeterminado e podem ser consultadas a qualquer momento e em qualquer local / Currently a network paradigm Ad HoC has been widely studied and developed, these are the vehicular ad hoc networks (VANETs - Vehicular Ad hoc Networks). Assuming that cars are increasingly smart, the VANETs emerged with the proposal to provide communication between vehicles of highways. This Communication aims to ensure greater security for members involved in transit. To seek to ensure that security is necessary that the data exchanged between vehicles are reliable. One of the techniques discussed in this proposal is the use of reputation systems. In this technique the confidence in the vehicles is based on votes from its neighbors. That is, vehicles with more positive votes, more reliable and vice versa. In this work, the proposal was to model and simulate a centralized reputation system, where a central unit is responsible for managing reputations. With this centralized system the reputations of vehicles that have been evaluated are stored indefinitely and can be accessed anytime and anywhere

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-05. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:27Z : No. of bitstreams: 1 000846552.pdf: 932744 bytes, checksum: d2a76832ac609f229a69b0293c650dfb (MD5) / Uma rede veicular - ou VANET (Vehicular Ad Hoc Network) - é um tipo especial de rede móvel na qual os nós são veículos ou estações base. Essas redes são formadas por sistemas de comunicação entre veículos automotores equipados com dispositivos de comunicação sem fio de curto alcance, ou entre um veículo e a infraestrutura fixa (estação base) localizada à margem da estrada. A partir dessa tecnologia é possível desenvolver diversas aplicações, classificadas em três áreas: segurança, informação e entretenimento. Este trabalho aborda o problema da segurança, com uma proposta de implementação e avaliação do μTESLA, um protocolo de autenticação usado para garantir a autenticidade da origem das mensagens enviadas por radiodifusão. Esse protocolo gera poucas sobrecargas de processamento e armazenamento, pois são utilizadas apenas primitivas simétricas e revelação tardia de chaves para efetivar a autenticação das mensagens, não necessitando de mecanismos mais complexos como assinatura digital ou criptografia assimétrica. Essa implementação foi testada e validada através do uso de dois simuladores gratuitos e de código aberto, a saber: VanetMobiSim, que forneceu os padrões de mobilidade de tráfego, e NS-2, que simulou a rede veicular e suas transferências de pacotes (mensagens) / A vehicular network - or VANET (Vehicular Ad Hoc Network) - is a special type of mobile network in which nodes are vehicles or base stations. These networks are formed by communication systems between automotive vehicles equipped with short range wireless communication devices, or between a vehicle and the fixed infrastructure (base station) located on the roadside. From this technology it is possible to develop various applications, classified into three areas: safety, information and entertainment. This study addresses the security problem with a proposal for implementation and evaluation of the μTESLA, an authentication protocol used to guarantee the authenticity of the origin of messages sent in broadcasting. This protocol generates reduced processing and storage overloads, since only symmetric primitives and delayed disclosure of keys are used to carry out the authentication of messages, not requiring more complex mechanisms such as digital signature and asymmetric encryption. This implementation has been tested and validated through the use of two free and open source simulators, namely: VanetMobiSim, which was used to provide the traffic mobility patterns, and NS-2, which was use to simulate the vehicular network and their packet transfers (messages)

Orientador: Roberta Spolon / Banca: Aparecido Nilceu Marana / Banca: Sarita Mazzini Bruschi / Resumo: Atualmente um paradigma de redes Ad Hoc tem sido amplamente estudado e desenvolvido, estas são as redes Ad hoc veiculares (VANETs - Vehicular Ad hoc NETworks). Partindo do pressuposto que os carros estão cada vez mais "inteligentes", as VANETs surgiram com a proposta de proporcionar a comunicação entre os veículos das rodovias. Esta comunicação visa garantir maior segurança para os membros envolvidos no trânsito. Para garantir esta segurança é necessário que os dados trocados entre os veículos sejam confiáveis. Uma das técnicas abordadas nesta dissertação é o uso de sistemas de reputação, no qual a confiança nos veículos é baseada em votos de seus vizinhos. Ou seja, veículos com mais votos positivos, mais confiáveis são e vice-versa. Neste trabalho, foi modelado e simulado um sistema de reputação centralizado, em que uma unidade central é responsável por gerenciar as reputações. Com este sistema centralizado as reputações dos veículos que já foram avaliados ficam armazenadas por tempo indeterminado e podem ser consultadas a qualquer momento e em qualquer local / Abstract: Currently a network paradigm Ad HoC has been widely studied and developed, these are the vehicular ad hoc networks (VANETs - Vehicular Ad hoc Networks). Assuming that cars are increasingly "smart", the VANETs emerged with the proposal to provide communication between vehicles of highways. This Communication aims to ensure greater security for members involved in transit. To seek to ensure that security is necessary that the data exchanged between vehicles are reliable. One of the techniques discussed in this proposal is the use of reputation systems. In this technique the confidence in the vehicles is based on votes from its neighbors. That is, vehicles with more positive votes, more reliable and vice versa. In this work, the proposal was to model and simulate a centralized reputation system, where a central unit is responsible for managing reputations. With this centralized system the reputations of vehicles that have been evaluated are stored indefinitely and can be accessed anytime and anywhere / Mestre

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T13:12:05Z No. of bitstreams: 1 Tese - Leandro N. Balico.pdf: 2793909 bytes, checksum: 380f76399499a0b2d9a1793542d2e134 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T13:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Leandro N. Balico.pdf: 2793909 bytes, checksum: 380f76399499a0b2d9a1793542d2e134 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T13:13:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Leandro N. Balico.pdf: 2793909 bytes, checksum: 380f76399499a0b2d9a1793542d2e134 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T13:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Leandro N. Balico.pdf: 2793909 bytes, checksum: 380f76399499a0b2d9a1793542d2e134 (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / Localization systems play a major role in many applications for Vehicular Ad Hoc Networks (VANets). Although Data Fusion techniques can provide reliable localization information for most of the application requirements in VANets, enhancements on the localization systems are required and desirable. Unique characteristics of VANets such as mobility constraints, driver behavior, and high speed displacement nature of vehicles cause rapid and constant changes in network topology, leading to dissemination of outdated localization information. In this thesis, we identify that to circumvent the problem of dissemination of outdated localization information in VANets, an alternative is the use of predicted future locations of vehicles. The main idea of this approach is to use the localization prediction as an extension of a Data Fusion localization system. In such an approach, a future position of a vehicle is predicted for a given future time step and used in order to take advantage of a future time-space window of a vectorial trajectory rather than a static localization point. Thus, in this thesis we further discuss this subject by studying and analyzing the use of localization prediction as natural way to improve VANets applications. Using vehicles predicted locations as a metric for data communication in VANets, we propose a solution for the problem of dissemination of outdated localization informa-tion called LPRV (Localization Prediction-based Routing for VANets). In our proposed algorithm, packet forwarding is performed by nodes with predicted future localization closer to the delivery destination, without the need for exchanging additional control message. The proposed algorithm also explores the knowledge of a digital map to limit the scope of message exchanges in the shortest path for vehicles between source and destination. / Sistemas de localização desempenham um papel importante em muitas aplicações para Redes Ad Hoc Veiculares {VANets). Embora técnicas de fusão de dados podem prover informações de localização confiáveis para atender a maioria dos requisitos de aplicações em VANets, aperfeiçoamentos nos sistemas de localização são necessários e desejáveis. Características únicas de VANets tais como restrições de mobilidade, o comportamento do condutor e a natureza de alta velocidade de deslocamento dos veículos podem causar rápidas e constantes mudanças na topologia da rede, levando à disseminação de infor-mações de localização desatualizadas. Nesta tese, nós identificamos que para solucionar o problema de disseminação de informações de localização desatualizadas em VANets, uma alternativa é o uso de previsão de localização futura de veículos. A principal ideia desta abordagem é utilizar a previsão de localização como uma extensão para o sistema de Fusão de Dados de localização. Em tal abordagem, uma posição futura de um automóvel é predita para um determinado fragmento de tempo futuro e utilizada para tornar vantagem de uma janela de espaço-tempo de uma trajetória ‘tctorial em vez de um ponto de localização estático. Portanto, nesta tese discutimos em detalhes esse assunto, estudando e analisando o uso da previsão de localização como urna forma natural para aprimorar aplicações e serviços em VANets. Utilizando localização predita como uma métrica para comunicação de dados em VANets, nós propomos uma solução para o problema de divulgação de informações localização desatualizado chamada LPRV (Localization Prediction-based Routing for VANets). Em nosso algoritmo proposto, o encaminhamento de pacotes. é realizado por nós com localizações preditas mais próximas do destino de entrega, sem a necessidade de troca de mensagens de controle adicional. O algoritmo proposto também explora o conhecimento de UM mapa digital para limitar o escopo de trocas de mensagens no caminho mais curto para veículos entre a origem e destino.

Rede Ad hoc Veicular (VANET) é um subconjunto singular das redes ad hoc móveis (MANET), com o diferencial de que os nós são veículos providos de tecnologia própria de comunicação e que interagem para formar redes espontâneas, valendo-se de pouca ou nenhuma infraestrutura estabelecida previamente. VANETs admitem a integração de diferentes tecnologias sem fio na pretensão de mitigar adversidades, agregar segurança e eficiência ao tráfego. Na disseminação de dados, um salto único é suficiente para orientar os elementos ao alcance do sinal de rádio, e nós intermediários sustentam a comunicação aos demais, em encaminhamento multihop. Amparados em dispositivos embarcados, os veículos produzem registros, detectam sinais, trocam advertências e métricas. Avaliações dessas informações permitem ao condutor decisões ou reações antecipadas em situações adversas, a exemplo dos acidentes ou congestionamentos. Nesse contexto, a execução deste trabalho trata questões para elaborar estratégias adaptativas inteligentes de disseminação de dados, uma vez que as mesmas se consolidam como lastros da comunicação em VANET com condições adversas de operação. A abordagem proposta se utiliza de sistemas fuzzy para a detecção de congestionamento, com o propósito de agregar autonomia e adaptar a estratégia de disseminação às condições de tráfego identificadas. A convergência nos desenvolvimentos realizados se reflete na estratégia eFIRST, uma solução robusta para a detecção autônoma da condição atual de congestionamento que resguarda a disseminação adaptativa de alertas e abranda o problema da interrupção no tráfego. A abordagem se sustenta apenas na comunicação entre veículos e nos registros de identificação da vizinhança local, agregados em uma estratégia fuzzy e no ajuste adaptativo da potência do sinal de transmissão. Em conformidade com as tendências de condução e com os sistemas inteligentes, este desenvolvimento contribui com subsídios para ratificar a aproximação fuzzy como estratégia adaptativa às flutuações na densidade veicular, em diferentes cenários e regimes de tráfego. As avaliações comparativas do eFIRST respaldam concluir que a estratégia oportuniza o equilíbrio otimizado das perdas, colisões e cobertura, com superior alcance de propagação e redução dos congestionamentos. / Vehicular Ad hoc Network (VANET) is a unique subset of mobile ad hoc networks (MANET), with the difference that nodes are vehicles provided with their own communication technology and interact to form spontaneous networks, with little or no infrastructure previously established. VANETs support the integration of different wireless technologies in order to mitigate adversities, add security and efficiency to traffic. In the data dissemination, a single hop is sufficient to guide the elements within reach of the radio signal, and intermediary nodes support the communication with the others in multihop routing. Supported by embedded devices, vehicles produce records, detect signals, exchange warnings and metrics. Assessments of this information allow the driver to make decisions or react beforehand in adverse situations, such as accidents or traffic congestions. From the observations in this context, this work deals with questions to elaborate intelligent adaptive strategies in data dissemination, since they consolidate themselves as ballast communication in VANET with adverse operating conditions. The proposed approach uses fuzzy systems to detect traffic congestion, with the purpose of aggregating autonomy and adapting the dissemination strategy to the identified traffic conditions. The convergence in the developments performed is reflected in the eFIRST strategy, a robust solution for the autonomous detection of the current traffic congestion condition that protects the adaptive dissemination of alerts and reduces the problem of the interruption in the traffic. The approach is supported only by communication between vehicles and in local neighborhood identification records, aggregated in a fuzzy strategy and in the adaptive adjustment of transmission signal power. In accordance with the driving trends and with the intelligent systems, this development contributes with assistance for ratify the fuzzy approach as an adaptive strategy to fluctuations in vehicular density in different scenarios and traffic regimes. Comparative evaluations of eFIRST support the conclusion that the strategy favors the optimal balance of losses, collisions and coverage, with a greater range of propagation and reduction of congestion.

This dissertation describes the impact of using asymmetric encryption algorithms, with emphasis on algorithms RSA, ECC and MQQ in scenarios VANET (Vehicular Ad hoc Network). In the research were investigated some simulators as GrooveNet, VANET / DSRC, VANET / CRL Epidemic, NS-2, trans, NCTUns / EstiNET, SUMO, VanetMobiSim and ns-3, suitable for VANET. The algorithms have been implemented in C and inserted into the ns-3, where the simple scenarios created a network VANET. The results showed that it is possible to add protocol-layer security services of vehicular networks (1609.2), these asymmetric algorithms and obtain secure communication between nodes in the VANET. / Esta dissertação de mestrado descreve o impacto de usar algoritmos assimétricos de criptografia, dando ênfase aos algoritmos RSA, ECC e MQQ em cenários de VANET (Vehicular Ad hoc Network). Na pesquisa foram investigados alguns simuladores como GrooveNet, VANET/DSRC, VANET/Epidemic CRL, NS-2, TraNS, NCTUns/EstiNET, SUMO, VanetMobiSim e ns-3, próprio para VANET. Os algoritmos foram implementados em C e inseridos no ns-3, onde se criam cenários simples de uma rede VANET. Os resultados obtidos permitem concluir que é possível agregar ao protocolo, na camada de serviços de segurança das redes veiculares (1609.2), esses algoritmos assimétricos e obter comunicação segura entre os nós da VANET.