11.03.2024
Sybil attack detection in ultra-dense VANETs using verifiable delay functions
verfasst von: Yuvaraj Rajendra, Venkatesan Subramanian, Sandeep Kumar Shukla
Erschienen in: Peer-to-Peer Networking and Applications | Ausgabe 3/2024
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Abstract
Der Artikel geht der kritischen Herausforderung von Sybil-Angriffen in VANETs nach, bei denen es sich um Netzwerke von Fahrzeugen und Infrastrukturelementen handelt, die eine effiziente und sichere Kommunikation in intelligenten Transportsystemen ermöglichen. Mit dem Aufkommen fortschrittlicher Technologien wie dem autonomen Fahren werden die VANETs immer dichter und beherbergen eine große Anzahl von Fahrzeugen innerhalb begrenzter Gebiete. Sybil-Angriffe, bei denen ein bösartiges Fahrzeug mehrere eindeutige Identitäten verkörpert, stellen für diese Netzwerke erhebliche Sicherheitsbedrohungen dar. Bestehende Erkennungsmethoden stoßen an ihre Grenzen, insbesondere in extrem dichten Umgebungen, in denen die Ähnlichkeit zwischen Fahrzeugverläufen zunimmt, was zu einer höheren Rate falscher Positive und falscher Negative führt. Die vorgeschlagene Methode nutzt V2V- und V2I-Interaktionen bei der Flugbahngenerierung und integriert überprüfbare Verzögerungsfunktionen (VDFs), um die Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit von V2V-Interaktionen zu verbessern. Dieser mehrstufige Ansatz kombiniert Heuristik, Bahnähnlichkeitsanalyse und den Nachweis der Interaktion mittels V2V-Kommunikation, was zu einer verbesserten Erkennungsgenauigkeit führt. Der Artikel präsentiert umfangreiche Simulationen, um die Leistung des vorgeschlagenen Modells zu bewerten und seine Überlegenheit gegenüber bestehenden bahnbasierten Methoden bei der Erkennung von Sybil-Angriffen in ultradichten VANET-Umgebungen zu demonstrieren.
KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
Abstract
Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) play a critical role in the future development of Intelligent Transportation Systems (ITS). These networks facilitate communication between vehicles and roadside infrastructure, establishing a dynamic network capable of sharing and processing traffic data. By harnessing this data, a comprehensive understanding of traffic conditions can be achieved, ultimately improving road safety and efficiency. VANETs have the potential to warn drivers about potential hazards, suggest optimal routes, and coordinate traffic signals. However, the current system design poses a vulnerability where a vehicle can acquire multiple identities, allowing it to launch a Sybil attack by impersonating multiple vehicles. In this attack, Sybil (or fake) vehicles generate and report false data, leading to fabricated congestion reports and corrupting traffic management data. To address this issue, this research proposes a novel Sybil attack detection scheme that leverages Verifiable Delay Functions (VDFs) and location data. The proposed scheme utilizes VDFs iteratively computed by vehicles throughout their journeys, forming a VDF chain where the included data is immutable. A vehicle obtains a signature on its recent VDF state from nearby Roadside Units (RSUs) and other vehicles and incorporates these signatures into its VDF chain. The inclusion of signatures in the VDF chains is time-bound and can’t be altered later. Essentially, the VDF chain serves as an immutable storage mechanism for each vehicle. Interactions between vehicles involve the exchange of signatures on VDF states, and these interactions, when compiled in a VDF chain, constitute a vehicle’s trajectory. By analyzing these trajectories, we can effectively detect Sybil trajectories. Unlike existing methods that solely rely on vehicle-to-RSU interactions, resulting in high false positive rates, our approach introduces vehicle-to-vehicle interactions using VDF chains, thereby increasing the detection rate. Extensive experiments and simulations are conducted to evaluate the proposed scheme’s performance in detection. The results demonstrate that our approach can accurately detect Sybil attacks while achieving low rates of false negatives and false positives when compared to existing models.
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