[논문 리뷰] A Survey on Software-Defined VANETs: Benefits, Challenges, and Future Directions

Wafa Ben Jaballah, Mauro Conti외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 04. 09.

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)인용 수 33

한 줄 요약

본 고찰은 SDVN 아키텍처의 이점과 도전과제를 검토하고, 보안 위협을 분석하며, 5G 맥락에서 보안적이고 프로그래밍 가능한 차량 네트워크를 위한 향후 연구 방향을 제시합니다.

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).

연구 동기 및 목표

• 네트워킹 인프라 설계 및 기능성을 위한 최신 SDVN 아키텍처를 조사한다.
• SDVN과 VANETs의 통합 이점과 도전과제를 식별하고, 보안 및 데이터 통신 신뢰성에 초점을 맞춘다.
• SDVN에 대한 보안 위협을 분석하고 대응책을 제시한다.
• 보안하고 견고한 SDVN을 위한 향후 연구 방향과 배운 교훈을 논의한다.

제안 방법

• 최신 SDVN 아키텍처를 조사하고 5G, 클라우드/엣지 컴퓨팅, 및 NDN과의 통합에 따라 분류한다.
• 데이터, 제어, 응용 계층 간 구성요소와 상호 작용을 설명하기 위해 일반적인 SDVN 아키텍처를 제시한다.
• SDVN의 보안 분석을 수행하고, SDN 단독, VANET 단독 및 이들의 통합으로 인한 위협과 대응책 논의를 포함한다.
• SDVN의 보안과 프라이버시를 위한 교훈과 향후 연구 방향을 제시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전통적인 VANET에 비해 SDVN 아키텍처의 이점과 도전과제는 무엇인가?
• RQ2 SDVN 아키텍처는 보안 위협에 대해 어떻게 대응하며, 어떤 대응책이 존재하는가?
• RQ3 어떤 아키텍처 설계 선택(예: 5G, MEC, fog, NDN)이 VANET의 대기시간, 신뢰성, 확장성과 같은 요구사항을 가장 잘 충족하는가?
• RQ4 보안적이고 견고한 SDVNs를 위한 미해결 연구 이슈와 향후 방향은 무엇인가?

주요 결과

• SDVN 아키텍처는 자원 활용도를 개선하고 VANET 애플리케이션을 위한 프로그래밍 가능한 네트워킹을 가능하게 할 수 있다.
• 중앙 집중형 컨트롤러, 잠재적인 DDoS 공격 및 데이터 평면 엔티티 간 신뢰 격차로 인해 SDVNs에서 보안은 여전히 주요 관심사이다.
• 로컬라이즈드 컨트롤러와 fog/MEC 지원은 대기시간을 줄이고 시간에 민감한 VANET 애플리케이션의 견고성을 향상시킬 수 있다.
• 5G, MEC/fog 및 기타 패러다임과의 통합은 성능 기회를 제공하지만 검증과 신중한 보안 고려가 필요하다.
• 프라이버시 보존 및 탄력적 아키텍처로의 향후 연구를 이끌기 위해 SDVN의 포괄적 설계 및 보안 분석이 필요하다.