Um sistema de gerenciamento de confiança descentralizado para VANETs baseado em mecanismo de reputação e blockchain

Abstract

As aplicações de redes veiculares tornaram-se essenciais ao fornecer aos motoristas serviços que permitam alertas e instruções de segurança para garantir uma condução com conforto e segura. Apesar de oferecer novas oportunidades, o uso dessas redes suscita várias preocupações relacionadas à segurança, incluindo a necessidade de construir confiança entre os pares. Antes que qualquer ação possa ser tomada com base nesses alertas, é fundamental verificar a veracidade dos dados e a confiabilidade dos veículos que os divulgam. Logo, torna-se necessário o desenvolvimento de soluções capazes de incentivar comportamentos cooperativos, mas que identifiquem a presença de nós maliciosos que propagam mensagens falsas na rede. Este trabalho descreve um sistema de reputação descentralizado baseado em uma blockchain de consórcio e contrato inteligente denominado BRS4VANETs. O sistema analisa a confiabilidade do veículo, detecta comportamentos maliciosos e contribui para a tomada de decisões. Veículos identificados como suspeitos ou maliciosos são armazenados em uma lista de reputação, com o objetivo ignorar suas mensagens. Os resultados são implementados, analisados e verificados através de um processo de simulação. Assim, experimentos com simuladores de rede e tráfego avaliam o risco de um ataque de mensagem falsa, a eficácia do sistema proposto e o impacto do uso do sistema em uma aplicação de segurança. Os resultados da simulação demonstram que mensagens falsas em redes veiculares têm consequências negativas e mitigadas quando utilizadas em conjunto com sistemas de reputação. Estes também mostram a viabilidade de possuir um sistema descentralizado baseado na tecnologia blockchain para armazenar e disseminar informações de reputação. Por fim, os resultados mostram que o BRS4VANETs consegue detectar com sucesso veículos considerados suspeitos e maliciosos.

Abstract: Vehicular network applications have become essential for providing drivers with services that are equipped with warning systems and instructions to ensure a safe and comfortable drive. Despite offering new opportunities, the use of these networks raises several security-related concerns, including the need to build trust among peers. Before any action can be taken based on these alerts, it is essential to check their data veracity and the reliability of the vehicles that disseminate them. Therefore, it becomes necessary to develop solutions capable of encouraging cooperative behavior, but that identify the presence of malicious nodes that propagate false messages on the network. This paper describes a decentralized reputation system based on a consortium blockchain and smart contracts called BRS4VANETs. This system analyzes vehicle reliability, detects malicious behavior, and contributes to decision-making. Vehicles identified as suspicious or malicious are stored in a reputation list, with the aim of ignoring your messages. Experiments with network and traffic simulators evaluated the risk of a false message attack, the effectiveness of our system, and the impact of using the system in a safety application. The results of simulations demonstrate that false messages in vehicular networks have a negative outcome unless they are used with a reputation system. They also show the feasibility of having a decentralized system to store and disseminate reputation information based on blockchain technologies. The results also demonstrate that BRS4VANETs can successfully detect the most suspicious and malicious vehicles.