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).

In the last few years Wireless Sensor Networks (WSNs) have become an interesting field of research mainly due to the challenges and constraints of their design and the broad range of potential applications they can provide. One of the most important constraints is the limited energy resources of the sensor nodes that directly influences the design of the Medium Access Control (MAC) layer, as it is the responsible of controlling the transceiver that is the most consuming component of a sensor node. In this thesis the limitations of preamble sampling, one of the most well-known MAC protocols for WSNs, have been studied. Moreover, a new approach, called Low power listening with Wake up after Transmissions MAC (LWT-MAC), has been designed with the goal to overcome preamble sampling limitations while maintaining its reduced energy consumption and simplicity. The performance results obtained have shown that the LWT-MAC protocol is able to significantly improve the performance of WSNs. / Les xarxes de sensors sense fils han esdevingut una interessant àrea de recerca degut als reptes que presenta el seu disseny i a la gran quantitat d’aplicacions potencials que poden proporcionar. Un dels principals problemes d’aquestes xarxes és la limitació en els recursos energètics dels nodes sensors, cosa que afecta directament al disseny del nivell Medium Access Control (MAC), degut a què és el responsable de controlar la ràdio, el component de major consum energètic d’un node sensor. En aquesta tesi s’estudien les limitacions d'un dels protocols MAC per xarxes de sensors més conegut: preamble sampling. A més, s’ha dissenyat un nou protocol, anomenat Low power listening with Wake up after Transmissions MAC (LWT-MAC), amb l’objectiu de reduir les limitacions de preamble sampling però mantenint el seu baix consum energètic i la seva simplicitat. Els resultats obtinguts mostren que el protocol LWT-MAC és capaç de millorar de forma significativa el rendiment de la xarxa.