Design of a privacy-aware routing protocol for vehicular ad hoc networks

Abstract

English: the continued growth of the vehicular fleet has opened new business opportunities and new needs of road safety. The constant mobility of individuals and the necessity of staying connected makes studying the possibilities of connectivity and transmission of information between vehicles one of the main objectives of the cars manufacturers. The social costs that accompany this development -increase in accidents, congestion of cities, etc.- increases the needing of improving car safety by providing information on road traffic conditions and also making interesting the study of VANETs (vehicular ad hoc networks) by the authorities and the administration. Anonymity is a key concern in this kind of network, guaranty that the identity of a message sender is protected is an important challenge and might be a mandatory feature for some VANET applications. For this purpose, we introduce Crowd, an anonymity protocol that provides a mechanism for anonymous Web browsing. The main idea behind Crowd anonymity protocol is to hide each user's communications by routing them randomly within a group of similar users. Consequently by using the Crowd protocol neither the receiver nor a corrupt group member or local eavesdropper that observes a message being sent by a particular user can never be sure whether the user is the actual sender, or is simply routing another user's message. The main objective of this PFM is to design and implement an anonymity solution based on the Crowd anonymity protocol to work in a VANET environment, and later on to evaluate QoS and Privacy metrics under this condition. Such evaluation is done by implementing realistic vehicular network scenarios with the network simulator NCTUns and perform different simulations for making a performance evaluation, analyzing packet lost, end-to-end delay and the throughput as a function of the Crowd protocol parameters.

Castellano: el continuo crecimiento del parque automovilístico a nivel mundial ha abierto nuevas oportunidades de negocio así como nuevas necesidades de seguridad vial. La movilidad constante de los individuos y la necesidad de estar siempre conectados hace del estudio de las posibilidades de conectividad y transmisión de información entre vehículos uno de los principales objetivos de los fabricantes de coches. Los costes sociales que acompañan a este avance -aumento de los accidentes, congestión de las ciudades, contaminación, etc.- ponen de manifiesto la necesidad de aumentar la seguridad de los automóviles mediante la transmisión de información sobre el estado del tráfico y carreteras haciendo también interesante el estudio de las VANETs (redes ad hoc vehiculares) por parte de las autoridades y la Administración. La anonimidad es un asunto clave en este tipo de redes, garantizar que la identidad del remitente de un mensaje será protegida es un reto importante y puede ser una característica imprescindible para algunas aplicaciones de las VANETs. Con este propósito presentamos Crowd, un protocolo de anonimidad que provee un mecanismo de navegación Internet anónima. El concepto principal de este protocolo es ocultar las comunicaciones de los usuarios usando un encaminamiento aleatorio, de forma que un mensaje puede llevar en tránsito de manera aleatoria dentro de un grupo de usuarios. Resultando que un nodo corrupto u oyente furtivo que observa un mensaje enviado por un usuario nunca puede estar seguro si este usuario es el remitente original o, simplemente, parte del encaminamiento de un mensaje enviado por otro usuario. El objetivo principal de este PFM es diseñar e implementar un protocolo de encaminamiento basado en Crowd y diseñado para funcionar en redes vehiculares, y después evaluar su desempeño en términos de calidad de servicio y anonimidad. Evaluamos tales performancias implementando escenarios realistas en el simulador de redes NCTUns.

Català: El continu creixement del parc automobilístic a nivell mundial ha obert noves oportunitats de negoci i noves necessitats de seguretat viària. La mobilitat constant dels individus i la necessitat d'estar sempre connectats fa de l'estudi de les possibilitats de connectivitat i transmissió d'informació entre vehicles un dels principals objectius de les empreses. Els costos socials que acompanyen aquest avanç -augment dels accidents, saturació de les ciutats, etc.- Posen de manifest la necessitat d'augmentar la seguretat dels automòbils mitjançant la transmissió d'informació sobre l'estat del trànsit i carreteres fent també interessant l'estudi de les VANETs (xarxes ad hoc vehiculars) per part de les autoritats I l'Administració. L'anonimat és un assumpte clau en aquest tipus de xarxes, garantir que l'identitat del remitent d'un missatge serà protegida és un repte important i pot ser una característica imprescindible per algunes aplicacions de les VANETs. Amb aquest propòsit presentem Crowd, un protocol d'anonimat que proveeix un mecanisme de navegació Internet anònima. El concepte principal d'aquest protocol és ocultar les comunicacions dels usuaris utilitzant un encaminament aleatori, de manera que un missatge pugui dur en trànsit de manera aleatòria dins d'un grup d'usuaris. Resultant que un node corrupte o oient fortiu que observi un missatge enviat per un usuari mai pot estar segur si aquest usuari és el remitent original o, simplement, part de l'encaminament d'un missatge enviat per un altre usuari. L'objectiu principal d'aquest PFM és dissenyar i implementar un protocol d'encaminament basat en Crowd i dissenyat per funcionar en xarxes vehiculars, i després evaluar el seu rendiment en termes de qualitat de servei i anonimat. Evaluem tals resultats implementant escenaris realistes en el simulador de xarxes NCTUns.