Autenticação com suporte à Computação de Borda 5G para a Internet de Veículos

  • Anderson Queiroz UFPE
  • Eduardo Oliveira UFPE
  • Maria Barbosa UFPE
  • Kelvin Dias UFPE

Resumo


O suporte de segurança é de suma importância para o sucesso e a ampla adoção de carros conectados e autônomos na era da Internet dos Veículos (IoV). Para isso, os Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS - Intelligent Trasnportation Systems) demandam soluções eficazes de controle de acesso e confiabilidade, considerando os requisitos de latência e vazão das aplicações veiculares atuais e futuras. Com o advento do 5G e da computação de borda, esses requisitos podem ser alcançados dispondo do processamento mais próximo dos véıculos. Apesar de propostas recentes se beneficiarem da segurança baseada em Cadeia de Blocos (Blockchain) para IoV, os estudos com avaliação de desempenho ainda são incipientes quanto à análise comparativa com sistemas de autenticação centralizados tradicionais em termos de métricas de QoS. Este artigo propõe e compara arquiteturas centralizadas e distribúıdas para autenticação em IoV. Primeiro, um esquema de Autoridade de Confiança (TA - Trust Authority) é desenvolvido. Uma arquitetura de autenticação baseada em Blockchain para IoV também é proposta. Por fim, a avaliação de desempenho por meio de simulações é realizada para quantificar os prós e contras de ambas as abordagens.

Palavras-chave: Internet de Veículos, Autenticação, Autoridade de Confiança, Cadeia de Blocos, Computação de Borda, 5G

Referências

Alcardo A. Barakabitze, Arslan Ahmad, R. M. et al. (2020). 5g network slicing using sdn and nfv: A survey of taxonomy, architectures and future challenges. Computer Networks, 167:106984.

Anderson Queiroz, Eduardo Oliveira, M. B. and Dias, K. (2020). A survey on blockchain and edge computing applied to the internet of vehicles. IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems - Workshop on New Advances on Vehicle-to-Everything (V2X) Communications and Networking.

Aydin Yucel, Gunes Karabulut, E. O. et al. (2020). A flexible and lightweight group authentication scheme. IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 07:10277-10287.

Buchmann, J. (2004). Introduction to Cryptography, volume 2. Springer Science Business Media.

Clemens Brunner, Fabian Knirsch, A. U. et al. (2020). A comparison of blockchain-based pki implementations. International Conference on Information Systems Security and Privacy (ICISSP), pages 333-340.

Fang Liu, Guoming Tang, Y. L. et al. (2019). A survey on edge computing systems and tools. Proceedings of the IEEE, 107:1537 - 1562.

Farhana Javed, Kiril Antevski, J. M. et al. (2022). Distributed ledger technologies for network slicing: A survey. IEEE Access, 10:19412-19442. doi: 10.1109/AC-CESS.2022.3151150.

Hui Li, Lishuang Pei, D. L. et al. (2019). Blockchain meets vanet: An architecture for identity and location privacy protection in vanet. Peer-to-Peer Networking and Applications, 12:1178-1193.

Jianbin Gao, Qi Xia, X. D. et al. (2019). A blockchain sdn enabled internet of vehicles environment for fog computing and 5g networks. IEEE INTERNET OF THINGS, 7:4278-4291.

Lei Liu, Chen Chen, Q. P. et al. (2021). Vehicular edge computing and networking: A survey. Mobile Networks and Applications, 26:1145-1168.

Lianhai Liu, Yujue Wang, e. a. (2019). A secure and efficient group key agreement scheme for vanet. Sensors - MDPI, pages 482-496.

Mahmood A. Al-Shareeda, Mohammed Anbar, I. H. H. and Manickam, S. (2021). Survey of authentication and privacy schemes in vehicular ad hoc networks. IEEE SENSORS, 21-2:2422-2432.

Nakamoto, S. (2009). Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

Nisha Panwar, Shantanu Sharma, A. K. (2016). A survey on 5g: The next generation of mobile communication. Physical Communication, 18:64-84.

Paul Rimba, Xiwei Xu, I. W. et al. (2020). Quantifying the cost of distrust: Comparing blockchain and cloud services for business process execution. Information Systems Frontiers, 22:489-507.

Poorzare, R. and Augé, A. C. (2020). Challenges on the way of implementing tcp over 5g networks. IEEE Access, 8:176393-176415.

Rama Yerramilli, N. K. S. (2019). A comparative study of traditional authentication and authorization methods with block chain technology for egovernance services.

Shaoyong Guo, Xing Hu, Z. Z. et al. (2019). Trust access authentication in vehicular network based on blockchain. IEEE - China Communications, 16:19-30.

Tigang Jiang, Hua Fang, H. W. (2019). Blockchain-based internet of vehicles: Distributed network architecture and performance analysis. IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 06:4640-4649.

Wei Hu, Y. H. et al. (2019). A blockchain-based byzantine consensus algorithm for information authentication of the internet of vehicles. BIG DATA TECHNOLOGY AND APPLICATIONS IN INTELLIGENT TRANSPORTATION - IEEE ACCESS, 07:139703-139711.

XiaoDong Zhang, Ru Li, B. C. (2018). A security architecture of vanet based on blockchain and mobile edge computing. IEEE International Conference on Hot Information-Centric Networking, page 258-259.
Publicado
23/05/2022
QUEIROZ, Anderson; OLIVEIRA, Eduardo; BARBOSA, Maria; DIAS, Kelvin. Autenticação com suporte à Computação de Borda 5G para a Internet de Veículos. In: WORKSHOP EM BLOCKCHAIN: TEORIA, TECNOLOGIAS E APLICAÇÕES (WBLOCKCHAIN), 5. , 2022, Fortaleza. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 68-81. DOI: https://doi.org/10.5753/wblockchain.2022.223570.