[論文レビュー] A Survey on Software-Defined VANETs: Benefits, Challenges, and Future Directions

Wafa Ben Jaballah, Mauro Conti+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 9, 2019

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)被引用数 33

ひとこと要約

この調査はSDVNアーキテクチャをレビューし、それらの利点と課題を分析し、セキュリティ脅威を分析し、5G文脈の安全でプログラム可能な車両ネットワークの将来の研究方向を概説します。

ABSTRACT

The evolving of Fifth Generation (5G) networks isbecoming more readily available as a major driver of the growthof new applications and business models. Vehicular Ad hocNetworks (VANETs) and Software Defined Networking (SDN)represent the key enablers of 5G technology with the developmentof next generation intelligent vehicular networks and applica-tions. In recent years, researchers have focused on the integrationof SDN and VANET, and look at different topics related to thearchitecture, the benefits of software-defined VANET servicesand the new functionalities to adapt them. However, securityand robustness of the complete architecture is still questionableand have been largely negleted. Moreover, the deployment andintegration of novel entities and several architectural componentsdrive new security threats and vulnerabilities.In this paper, first we survey the state-of-the-art SDN basedVehicular ad-hoc Network (SDVN) architectures for their net-working infrastructure design, functionalities, benefits, and chal-lenges. Then we discuss these SDVN architectures against majorsecurity threats that violate the key security services such asavailability, confidentiality, authentication, and data integrity.We also propose different countermeasures to these threats.Finally, we discuss the lessons learned with the directions offuture research work towards provisioning stringent security andprivacy solutions in future SDVN architectures. To the best of ourknowledge, this is the first comprehensive work that presents sucha survey and analysis on SDVNs in the era of future generationnetworks (e.g., 5G, and Information centric networking) andapplications (e.g., intelligent transportation system, and IoT-enabled advertising in VANETs).

研究の動機と目的

• 最先端のSDVNアーキテクチャを調査し、ネットワークインフラ設計と機能性を評価する。
• VANETとの統合におけるSDVNの利点と課題を特定し、セキュリティとデータ通信の信頼性に焦点を当てる。
• SDVNへのセキュリティ脅威を分析し、対策を提案する。
• 安全で堅牢なSDVNに向けた教訓と将来の研究方針を議論する。

提案手法

• 最先端のSDVNアーキテクチャを調査し、5G、クラウド／エッジコンピューティング、およびNDNとの統合で分類する。
• データ面、制御面、アプリケーション面の間の構成要素と相互作用を示す、一般的なSDVNアーキテクチャを提示する。
• SDVNのセキュリティ分析を実施し、SDN単独、VANET単独、及びそれらの統合から生じる脅威と対策の検討を含む。
• SDVNのセキュリティとプライバシーに関する教訓と将来の研究方向を提供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 従来のVANETと比較した場合、SDVNアーキテクチャの利点と課題は何か。
• RQ2 SDVNアーキテクチャはセキュリティ脅威に対してどのように対応し、どのような対策が存在するか。
• RQ3 レイテンシ、信頼性、スケーラビリティなどのVANET要件に最適なアーキテクチャ設計の選択肢（例：5G、MEC、フォグ、NDN）は何か。
• RQ4 安全で堅牢なSDVNのための未解決の研究課題と今後の方向性は何か。

主な発見

• SDVNアーキテクチャはリソース利用を改善し、VANETアプリケーション向けのプログラム可能なネットワーキングを可能にする。
• セキュリティは、集中型コントローラ、潜在的なDDoS攻撃、データ平面のエンティティ間の信頼欠如により、SDVNでは依然として大きな懸念事項である。
• ローカライズされたコントローラとフォグ/MECのサポートは、遅延を低減し、時間敏感なVANETアプリケーションの堅牢性を改善できる。
• 5G、MEC/フォグ、他のパラダイムとの統合はパフォーマンスの機会を提供するが、検証と慎重なセキュリティ配慮が必要である。
• SDVNの包括的な設計とセキュリティ分析は、将来の研究をプライバシー保護とレジリエントなアーキテクチャへ導くために必要である。