Securing communication protocols for the Internet of Things

Sécurisation de protocoles de communication pour l’Internet des objets La fusion des réseaux IP avec la technologie sans fil à faible consommation d’énergie a donné naissance à l’Internet Industriel des Objets (IIoT). En raison du large échelle et de la nature dynamique de l’IIoT, la sécurité de ce réseau est d’une importance capitale. L’une des attaques les plus critiques concerne celles menées lors de la phase d’intégration de nouveaux nœuds dans un réseau IIoT. Dans cette thèse, nous concentrons notre étude sur la sécurisation de la phase d’intégration de ces réseaux.Les phases d’intégration dans l’IoT reposent sur des méthodes d’authentification mutuellebasées sur une clé prépartagée (PSK) partagée entre le coordinateur du réseau et le nœudd’intégration. La standarization manque souvent de clarifications sur le partage de PSK, cequi rend impraticable la préconfiguration de chaque appareil avec une clé unique dans lesréseaux à grande échelle et dynamiques tels que l’IIoT. Pour répondre à ces problématiques,cette thèse présente un protocole d’authentification mutuelle autonome et d’établissement declés pour les réseaux IIoT. Dans cette solution, le coordinateur du réseau authentifie d’abordle nœud d’intégration via un certificat, et réciproquement, le nœud d’intégration authentifiele coordinateur du réseau en utilisant un mécanisme de consensus léger basé sur le partagede secret de Shamir. Une fois cette authentification mutuelle accomplie, une clé est établieentre le coordinateur du réseau et le nouveau noeud sur un canal public. Notre solution a étéintégrée dans le cadre du protocole 6TiSCH, garantissant une sécurité robuste avec un tauxd’authentification élevé, même en présence de nœuds malveillants. De plus, elle s’est prouvéefficace en termes de communication, de latence et de consommation d’énergie dans diversscénarios réseau, y compris sur des appareils aux ressources limitées.De plus, lors du processus d’intégration du réseau IoT, les nœuds proxy jouent un rôle essentiel en transférant les demandes d’intégration et les réponses entre le nœud d’intégration et le coordinateur du réseau. Sécuriser cette phase est essentielle, car les nœuds proxy malveillants peuvent perturber l’intégration de nouveaux nœuds ou les rediriger vers une autre entité se faisant passer pour le coordinateur. Par conséquent, nous présentons un système robuste axé sur l’identification de nœuds proxy malveillants lors de la phase d’intégration. Ce système, centré autour du coordinateur, tient un registre des participations de chaque nœud en tant que nœud proxy. Après chaque phase d’intégration, le coordinateur reçoit un paquet chiffré de bout en bout du nœud d’intégration, détaillant les rencontres avec des nœuds proxy malveillants. Ces informations sont utilisées pour calculer le nombre de participations légitimes de nœuds proxy pour chaque nœud. Le système de détection utilise ces métriques, en conjonction avec des paramètres ajustables, pour catégoriser les nœuds comme malveillants ou dignes de confiance. De plus, notre solution prend en compte les attaques potentielles sur le processus de détection, émanant à la fois des nœuds proxy et des nœuds d’intégration.