[논문 리뷰] Survey on Vehicular Ad Hoc Networks and Its Access Technologies Security Vulnerabilities and Countermeasures

Kaveh Bakhsh Kelarestaghi, Mahsa Foruhandeh외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 03. 04.

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)참고 문헌 147인용 수 24

한 줄 요약

이 논문은 차량 간 네트워크(VANETs) 및 그 액세스 기술인 DSRC, 5G, VLC, 블루투스, 위성 라디오에 대한 보안 취약점과 대응 조치에 대한 종합적인 설문 조사 보고서를 제공한다. 네트워크 계층 전반에 걸친 엔드 투 엔드 보안 분석을 통합하고 액세스 기술에서의 공격 표면을 규명하며 최적의 보안과 성능을 달성하기 위해 이질적 통합을 제안한다.

ABSTRACT

In this study, we attempt to add to the literature of Connected and Automated Vehicle (CAV) security by incorporating the security vulnerabilities and countermeasures of the Vehicular Ad hoc Networks (VANETs) and their access technologies. Compounding VANETs and modern vehicles will allow adversaries to gain access to the in-vehicle networks and take control of vehicles remotely to use them as a target or a foothold. Extensive attention has been given to the security breaches in VANETs and in-vehicle networks in literature but there is a gap in literature to assess the security vulnerabilities associated with VANETs access technologies. That is, in this paper we contribute to the CAV security literature in threefold. First, we synthesize the current literature in order to investigate security attacks and countermeasures on VANETs as an ad hoc network. Second, we survey security challenges that emerge from application of different VANETs access technologies. To augment this discussion, we investigate security solutions to thwart adversaries to compromise the access technologies. Third, we provide a detailed comparison of different access technologies performance, security challenges and propound heterogeneous technologies to achieve the highest security and best performance in VANETs. These access technologies extend from DSRC, Satellite Radio, and Bluetooth to VLC and 5G. The outcome of this study is of critical importance, because of two main reasons: (1) independent studies on security of VANETs on different strata need to come together and to be covered from a whole end-to-end system perspective, (2) adversaries taking control of the VANETs entities will compromise the safety, privacy, and security of the road users and will be followed by legal exposures, as well as data, time and monetary losses.

연구 동기 및 목표

• VANET 액세스 기술에 특화된 보안 취약점에 관한 문헌에서의 격차를 보완하기 위해.
• 이석 네트워크 계층 전반에 걸쳐 VANET 보안 공격 및 대응 조치에 관한 기존 연구를 통합하기 위해.
• VANET에서 다양한 액세스 기술의 성능 및 보안 과제를 평가하고 비교하기 위해.
• 연결형 및 자동화된 차량(CAVs)에서 최적의 보안과 성능를 달성하기 위해 액세스 기술의 이질적 통합을 제안하기 위해.

제안 방법

• 다양한 네트워크 계층 전반에 걸친 VANET 보안 취약점과 대응 조치에 대한 체계적 문헌 검토.
• 보안 및 성능 특성에 기반한 액세스 기술—DSRC, 5G, VLC, 블루투스, 위성 라디오—의 분류.
• 각 액세스 기술이 유도하는 공격 표면 분석, 예를 들어 위조, 방해 및 중간자 공격 포함.
• 암호화 프로토콜, 상호 인증, 액세스 제어 메커니즘과 같은 기존 보안 솔루션 평가.
• 지연, 대역폭, 범위 및 일반 공격에 대한 저항성과 같은 지표를 사용한 기술 간 비교 평가.
• 다양한 기술을 통합하여 통신 모드 간 장애 복구 및 중복성을 향상시키는 이질적 액세스 아키텍처 제안.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 DSRC, 5G, VLC, 블루투스 및 위성 라디오와 같은 VANET 액세스 기술과 관련된 주요 보안 취약점은 무엇인가요?
• RQ2 다양한 액세스 기술은 VANET에서 보안 위협을 어떻게 유발하거나 완화합니까?
• RQ3 VANET에 여러 액세스 기술을 통합할 경우 성능의 상충 관계와 보안 과제는 무엇입니까?
• RQ4 이질적 액세스 아키텍처는 연결형 및 자동화된 차량 시스템에서의 전체적인 보안성과 신뢰성을 어떻게 향상시킬 수 있나요?
• RQ5 액세스 기술의 취약점을 통해 원격에서의 위협으로부터 VANET 엔티티를 보호하기 위한 가장 효과적인 대응 조치는 무엇입니까?

주요 결과

• VANET 액세스 기술은 위조 및 방해 공격 등 고유한 공격 표면을 제공하며, 이는 차량 제어 및 데이터 무결성의 위협이 될 수 있다.
• 5G와 VLC는 DSRC 및 블루투스보다 더 높은 데이터 전송 속도와 낮은 지연을 제공하지만, 위조 공격을 방지하기 위해 더 강력한 인증 메커니즘이 필요하다.
• 블루투스와 DSRC는 약한 암호화 및 키 관리 프로토콜로 인해 재생 공격 및 중간자 공격에 취약하다.
• 위성 기반 액세스 기술은 광역 커버리지를 제공하지만, 신호 위조 및 서비스 거부 공격에 취약하다.
• 다양한 액세스 기술의 이질적 통합은 통신 모드 간 장애 복구 및 중복성을 통해 저항력을 크게 향상시킨다.
• 서로 다른 차량 간 및 차량-인프라 간 통신을 보호하기 위해 상호 인증 및 경량 암호화와 같은 암호화 프로토콜이 필수적이다.