Lightweight Blockchain based approach for securing M2M communications in IoT
Une approche légère basée BlockChain pour sécuriser les communications M2M dans l'IoT
Résumé
The M2M concept refers to a set of technologies enabling machine-to-machine communication without human intervention. It is applied in a variety of fields, including industry, healthcare, agriculture, logistics, smart houses and smart cities, where it contributes to the automation and optimization of operations.Securing M2M communications represents a major challenge, as conventional security protocols used in the Internet are inappropriate due to the large-scale deployment of M2M devices, and the limited resources of these machines in terms of energy, storage and processing. Alternatively, blockchain technology can theoretically provide security services such as integrity, authentication, availability and access control; however, there are challenges to overcome when used in the M2M context.To address security concerns in wireless M2M communications, this thesis introduces first, a lightweight authentication protocol based on a private blockchain.Secondly, to address scalability concerns, it suggests an authentication mechanism using a two-layer blockchain. Finally, a secure and energy-efficient multi-hop communication protocol using a two-layer blockchain is proposed for M2M communication security. The proposed solutions are evaluated by simulation under NS3, and compared with existing solutions. A security analysis has been verified using the AVISPA tool.
Le concept M2M désigne un ensemble de technologies permettant une communication de Machine à Machine sans intervention humaine. Il trouve son application dans divers domaines tels que l'industrie, la santé, l'agriculture, la logistique, la domotique et les villes intelligentes, où il contribue à l'automatisation et à l'optimisation des opérations.La sécurisation des communications M2M représente un grand challenge, car les protocoles de sécurité classiques, utilisés dans l’internet, sont inappropriés en raison du déploiement à grande échelle des dispositifs M2M, et des ressources limitées de ces machines en termes d'énergie, de stockage et de traitement. En alternative, la technologie blockchain peut assurer les services de sécurité tels que l’intégrité, l’authentification, la disponibilité et le contrôle d’accès ; cependant, il y a des défis à surmonter lorsqu'elle est utilisée dans le contexte M2M.Pour répondre aux problèmes de sécurité dans les communications M2M sans fil, cette thèse introduit dans un premier temps, un protocole d’authentification léger, basé sur une blockchain privée.Deuxièmement, pour répondre au souci de mise à l’échelle (ou scalabilité), un mécanisme d’authentification utilisant une blockchain à deux couches est suggéré. Finalement, un protocole de communication multi-sauts sécurisé et économe en énergie, utilisant une blockchain à deux couches est proposé pour la sécurité de la phase de communication M2M. Les solutions proposées sont évaluées par simulation sous NS3, et comparées à des solutions existantes. Une analyse de sécurité a été vérifiée en utilisant l’outil AVISPA.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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