Security of group communications in ad hoc networks
Sécurité des communications de groupe dans les réseaux ad hoc
Résumé
Multicast communication is an efficient mechanism, adapted to several applications such as video conferences, software distributions ...
The principal advantage of this type of communications is the optimisation of network resources, mainly by reducing the bandwidth and the routers resources consumption.
In parallel to the development of the multicast services within Internet, the last years saw the emergence of the ad hoc networks, due to the appearance of new wireless technologies and new standards (like 802.11, Wimax, ...). An ad hoc network is a dynamic collection of autonomous entities, without any fixed infrastructure, and which can be highly mobile.
The combination of MANETs with the multicast services induces new challenges towards the required security infrastructure, to ensure a reliable deployment of the multicast communications within this wireless environment. In this context we defined two group key management protocols in MANETs, a receivers-oriented protocol called Enhanced BAAL and a sources-oriented protocol named BALADE. We proposed also OMCT: a dynamic clustering algorithm of multicast group that we integrated in BALADE. This coupling ensures an efficient and fast keys distribution, taking into account the mobility and the localization of nodes, while optimizing the energy and bandwidth consumptions. The applicability of BALADE coupled with OMCT is shown through its formal validation with the AVISPA tool, its implementation within a cooperative jukebox application, and the evaluation of its performances under the network simulator NS2.
The principal advantage of this type of communications is the optimisation of network resources, mainly by reducing the bandwidth and the routers resources consumption.
In parallel to the development of the multicast services within Internet, the last years saw the emergence of the ad hoc networks, due to the appearance of new wireless technologies and new standards (like 802.11, Wimax, ...). An ad hoc network is a dynamic collection of autonomous entities, without any fixed infrastructure, and which can be highly mobile.
The combination of MANETs with the multicast services induces new challenges towards the required security infrastructure, to ensure a reliable deployment of the multicast communications within this wireless environment. In this context we defined two group key management protocols in MANETs, a receivers-oriented protocol called Enhanced BAAL and a sources-oriented protocol named BALADE. We proposed also OMCT: a dynamic clustering algorithm of multicast group that we integrated in BALADE. This coupling ensures an efficient and fast keys distribution, taking into account the mobility and the localization of nodes, while optimizing the energy and bandwidth consumptions. The applicability of BALADE coupled with OMCT is shown through its formal validation with the AVISPA tool, its implementation within a cooperative jukebox application, and the evaluation of its performances under the network simulator NS2.
La transmission multicast est un mécanisme efficace de communication pour des applications, telles que les vidéos conférences, les jeux interactifs et la distribution de logiciels orientés groupe. L'avantage principal des communications multicast est d'optimiser la consommation des ressources de réseaux, principalement en réduisant la consommation de la bande passante et des ressources des routeurs.
En parallèle avec le développement des services multicast dans l'Internet, la dernière décennie a vu l'émergence des réseaux ad hoc, grâce à l'apparition de nouvelles technologies sans fil et de nouvelles normes (par exemple 802.11, Wimax, ...). Un réseau ad hoc est une collection dynamique de dispositifs, autonomes, reliés sans aucune infrastructure fixe, qui peut être fortement mobile.
La combinaison d'un environnement ad hoc avec des services multicast à déployer, a induit de nouveaux défis envers l'infrastructure de sécurité requise pour un large déploiement des communications multicast dans un tel environnement. C'est dans ce cadre que nous avons défini deux protocoles de gestion de clé de groupe dans les MANETs, un protocole orienté récepteurs, appelé Enhanced BAAL et un protocole orienté sources, dénommé BALADE. Nous avons également proposé OMCT : un algorithme de clusterisation dynamique du groupe multicast, que nous avons intégré dans BALADE. Ce couplage assure une distribution de clés efficace et rapide, tenant compte de la mobilité et de la localisation des nœuds, tout en optimisant la consommation de l'énergie et de la bande passante. L'applicabilité de BALADE couplé avec OMCT est démontrée à travers sa validation formelle avec l'outil AVISPA, son implantation dans le cadre d'une application de Jukebox coopérative, et l'évaluation de ses performances avec l'outil de simulation de réseaux NS2.
En parallèle avec le développement des services multicast dans l'Internet, la dernière décennie a vu l'émergence des réseaux ad hoc, grâce à l'apparition de nouvelles technologies sans fil et de nouvelles normes (par exemple 802.11, Wimax, ...). Un réseau ad hoc est une collection dynamique de dispositifs, autonomes, reliés sans aucune infrastructure fixe, qui peut être fortement mobile.
La combinaison d'un environnement ad hoc avec des services multicast à déployer, a induit de nouveaux défis envers l'infrastructure de sécurité requise pour un large déploiement des communications multicast dans un tel environnement. C'est dans ce cadre que nous avons défini deux protocoles de gestion de clé de groupe dans les MANETs, un protocole orienté récepteurs, appelé Enhanced BAAL et un protocole orienté sources, dénommé BALADE. Nous avons également proposé OMCT : un algorithme de clusterisation dynamique du groupe multicast, que nous avons intégré dans BALADE. Ce couplage assure une distribution de clés efficace et rapide, tenant compte de la mobilité et de la localisation des nœuds, tout en optimisant la consommation de l'énergie et de la bande passante. L'applicabilité de BALADE couplé avec OMCT est démontrée à travers sa validation formelle avec l'outil AVISPA, son implantation dans le cadre d'une application de Jukebox coopérative, et l'évaluation de ses performances avec l'outil de simulation de réseaux NS2.