Los sistemas de redes ad hoc vehiculares (VANET) tienen como objetivo proporcionar una plataforma para diversas aplicaciones que pueden mejorar la seguridad vial, la eficiencia del tráfico, la asistencia a la conducción, la regulación del transporte, etc. o que pueden proveer de una mejor información y entretenimiento a los usuarios de los vehículos. Actualmente se está llevando a cabo un gran esfuerzo industrial y de investigación para desarrollar un mercado que se estima alcance en un futuro varios miles de millones de euros. Mientras que los enormes beneficios que se esperan de las comunicaciones vehiculares y el gran número de vehículos son los puntos fuertes de las VANET, su principal debilidad es la vulnerabilidad a los ataques contra la seguridad y la privacidad.En esta tesis proponemos cuatro protocolos para conseguir comunicaciones seguras entre vehículos. En nuestra primera propuesta empleamos a todas las unidades en carretera (RSU) para mantener y gestionar un grupo en tiempo real dentro de su rango de comunicación. Los vehículos que entren al grupo de forma anónima pueden emitir mensajes vehículo a vehículo (V2V) que inmediatamente pueden ser verificados por los vehículos del mismo grupo (y grupos de vecinos). Sin embargo, en la primera fase del despliegue de este sistema las RSU pueden no estar bien distribuídas. Consecuentemente, se propone un conjunto de mecanismos para hacer frente a la seguridad, privacidad y los requisitos de gestión de una VANET a gran escala sin la suposición de que las RSU estén densamente distribuidas. La tercera propuesta se centra principalmente en la compresión de las evidencias criptográficas que nos permitirán demostrar, por ejemplo, quien era el culpable en caso de accidente. Por último, investigamos los requisitos de seguridad de los sistemas basados en localización (LBS) sobre VANETs y proponemos un nuevo esquema para la preservación de la privacidad de la localización en estos sistemas sobre dichas redes. / Vehicular ad hoc network (VANET) systems aim at providing a platform for various applications that can improve traffic safety and efficiency, driver assistance, transportation regulation, infotainment, etc. There is substantial research and industrial effort to develop this market. It is estimated that the market for vehicular communications will reach several billion euros. While the tremendous benefits expected from vehicular communications and the huge number of vehicles are strong points of VANETs, their weakness is vulnerability to attacks against security and privacy.In this thesis, we propose four protocols for secure vehicle communications. In our first proposal, we employ each road-side unit (RSU) to maintain and manage an on-the-fly group within its communication range. Vehicles entering the group can anonymously broadcast vehicle-to-vehicle (V2V) messages, which can be instantly verified by the vehicles in the same group (and neighbor groups). However, at the early stage of VANET deployment, the RSUs may not be well distributed. We then propose a set of mechanisms to address the security, privacy, and management requirements of a large-scale VANET without the assumption of densely distributed RSUs. The third proposal is mainly focused on compressing cryptographic witnesses in VANETs. Finally, we investigate the security requirements of LBS in VANETs and propose a new privacy-preserving LBS scheme for those networks.

This thesis is about providing security and privacy to new emergent applications which are based on special-purpose networks. More precisely, we study different aspects regarding security and privacy issues related to sensor networks, mobile ad hoc networks, vehicular ad hoc networks and social networks.Sensor networks consist of resource-constrained wireless devices with sensor capabilities. This emerging technology has a wide variety of applications related to event surveillance like emergency response, habitat monitoring or defense-related networks.Ad hoc networks are suited for use in situations where deploying an infrastructure is not cost effective or is not possible for any other reason. When the nodes of an ad hoc network are small mobile devices (e.g. cell phones or PDAs), such a network is called mobile ad hoc network. One of many possible uses of MANETs is to provide crisis management services applications, such as in disaster recovery, where the entire communication infrastructure is destroyed and reestablishing communication quickly is crucial. Another useful situation for MANETs is a scenario without fixed communication systems where there is the need for any kind of collaborative computing. Such situation can occur in both business and military environments.When the mobile nodes of a MANET are embedded in cars, such a network is called Vehicular Ad hoc Network (VANET). This kind of networks can be very useful to increase the road traffic safety and they will be deployed for real use in the forthcoming years. As a proof of that, eight important European vehicle manufacturers have founded the CAR 2 CAR Communication Consortium. This non-profit organisation is dedicated to the objective of further increasing traffic safety and efficiency by means of inter-vehicle communications.Social networks differ from the special-purpose networks commented above in that they are not physical networks. Social networks are applications that work through classic networks. They can be defined as a community of web users where each user can publish and share information and services. Social networks have become an object of study both in computer and social sciences, with even dedicated journals and conferences.The special-purpose networks described above provide a wide range of new services and applications. Even though they are expected to improve the society in several ways, these innovative networks and their related applications bring also security and privacy issues that must be addressed.This thesis solves some security and privacy issues related to such new applications and services. More specifically, it focuses on:·Secure information transmission in many-to-one scenarios with resource-constrained devices such as sensor networks.·Secure and private information sharing in MANETs.·Secure and private information spread in VANETs.·Private resource access in social networks.Results presented in this thesis include four contributions published in ISI JCR journals (IEEE Transactions on Vehicular Technology, Computer Networks (2) and Computer Communications) and two contributions published in two international conferences (Lecture Notes in Computer Science). / Esta tesis trata diversos problemas de seguridad y privacidad que surgen al implantar en escenarios reales novedosas aplicaciones basadas en nuevos y emergentes modelos de red. Estos nuevos modelos de red difieren significativamente de las redes de computadores clásicas y son catalogadas como redes de propósito especial. Específicamente, en este trabajo se estudian diferentes aspectos relacionados con la seguridad de la información y la privacidad de los usuarios en redes de sensores, redes ad hoc móviles (MANETs), redes ad hoc vehiculares (VANETs) y redes sociales.Las redes de sensores están formadas por dispositivos inalámbricos muy limitados a nivel de recursos (capacidad de computación y batería) que detectan eventos o condiciones del entorno donde se instalan. Esta tecnología tiene una amplia variedad de aplicaciones entre las que destacan la detección de emergencias o la creación de perímetros de seguridad. Una MANET esta formada por nodos móviles conectados entre ellos mediante conexiones inalámbricas y de forma auto-organizada. Este tipo de redes se constituye sin la ayuda de infraestructuras, por ello son especialmente útiles en situaciones donde implantar una infraestructura es inviable por ser su coste demasiado elevado o por cualquier otra razón. Una de las muchas aplicaciones de las MANETs es proporcionar servicio en situaciones críticas (por ejemplo desastres naturales) donde la infraestructura de comunicaciones ha sido destruida y proporcionar conectividad rápidamente es crucial. Otra aplicación directa aparece en escenarios sin sistemas de comunicación fijos donde existe la necesidad de realizar algún tipo de computación colaborativa entre diversas máquinas. Esta situación se da tanto en ámbitos empresariales como militares.Cuando los nodos móviles de una MANET se asocian a vehículos (coches, camiones.), dicha red se denomina red ad hoc vehicular o VANET. Este tipo de redes pueden ser muy útiles para incrementar la seguridad vial y se espera su implantación para uso real en los próximos años. Como prueba de la gran importancia que tiene esta tecnología, los ocho fabricantes europeos más importantes han fundado la CAR 2 CAR Communication Consortium. Esta organización tiene como objetivo incrementar la seguridad y la eficiencia del tráfico mediante el uso de comunicaciones entre los vehículos.Las redes sociales se diferencian de las redes especiales descritas anteriormente en que éstas no son redes físicas. Las redes sociales son aplicaciones que funcionan a través de las redes de computadores clásicas. Una red de este tipo puede ser definida como una comunidad de usuarios web en donde dichos usuarios pueden publicar y compartir información y servicios. En la actualidad, las redes sociales han adquirido gran importancia ofreciendo un amplio abanico de posibilidades a sus usuarios: trabajar de forma colaborativa, compartir ficheros, búsqueda de nuevos amigos, etc.A continuación se resumen las aplicaciones en las que esta tesis se centra según el tipo de red asociada:·Transmisión segura de información en escenarios muchos-a-uno (múltiples emisores y un solo receptor) donde los dispositivos en uso poseen recursos muy limitados. Este escenario es el habitual en redes de sensores.·Distribución de información de forma segura y preservando la privacidad de los usuarios en redes ad hoc móviles.·Difusión de información (con el objeto de incrementar la seguridad vial) fidedigna preservando la privacidad de los usuarios en redes ad hoc vehiculares.·Acceso a recursos en redes sociales preservando la privacidad de los usuarios. Los resultados de la tesis incluyen cuatro publicaciones en revistas ISI JCR (IEEE Transactions on Vehicular Technology, Computer Networks (2) y Computer Communications) y dos publicaciones en congresos internacionales(Lecture Notes in Computer Science).