Efficient, Scalable and Secure Vehicular Communication System : An Experimental Study

Awareness of vehicles’ surrounding conditions is important in today’s intelligent transportation system. A wide range of effort has been put in to deploy Vehicular Communication (VC) systems to make driving conditions safer and more efficient. Vehicles are aware of their surroundings with the help of authenticated safety beacons in VC systems. Since vehicles act according to the information conveyed by such beacons, verification of beacons plays an important role in becoming aware of and predicting the status of the sender vehicle. The idea of implementing secure mechanisms to deal with a high rate of incoming beacons and processing them with high efficiency becomes a very important part of the whole VC network. The goal of this work was to implement a scheme that deals with a high rate of the incoming beacon, preserve non-repudiation of the accepted messages which contains information about the current and near-future status of the sender vehicle, and at the same time keep the computation overhead as low as possible. Along with this, maintaining user privacy from a legal point of view as well as from a technical perspective by implementing privacy-enhancing technologies. These objectives were achieved by the introduction of Timed Efficient Stream Loss-Tolerant Authentication (TESLA), periodic signature verification, and cooperative verification respectively. Four different scenarios were implemented and evaluated, starting and building upon the baseline approach. Each approach addressed the problems that were aimed at this work and results show improved scalability and efficiency with the introduction of TESLA, periodic signature verification, and cooperative verification.Medvetenheten om fordons omgivande förhållanden är viktig i dagens intelligenta transportsystem. Ett stort antal ansträngningar har lagts ned för att distribuera VC system för att göra körförhållandena säkrare och effektivare. Fordon är medvetna om sin omgivning med hjälp av autentiserade säkerhetsfyrar i VC system. Eftersom fordon agerar enligt den information som förmedlas av sådana fyrar, spelar verifiering av fyrar en viktig roll för att bli medveten om och förutsäga avsändarfordonets status. Idén att implementera säkra mekanismer för att hantera en hög frekvens av inkommande fyrar och bearbeta dem med hög effektivitet blir en mycket viktig del av hela VC nätverket. Målet med detta arbete var att implementera ett schema som behandlar en hög hastighet för det inkommande fyren, bevara icke-förkastelse av de accepterade meddelandena som innehåller information om den aktuella och närmaste framtida statusen för avsändarfordonet och samtidigt håll beräkningen så låg som möjligt. Tillsammans med detta upprätthåller användarnas integritet ur juridisk synvinkel såväl som ur ett tekniskt perspektiv genom att implementera integritetsförbättrande teknik. Dessa mål uppnåddes genom införandet av TESLA, periodisk signatur verifiering respektive samarbets verifiering. Fyra olika scenarier implementerades och utvärderades med utgångspunkt från baslinjemetoden. Varje tillvägagångssätt tog upp de problem som riktades mot detta arbete och resultaten visar förbättrad skalbarhet och effektivitet med införandet av TESLA, periodisk signatur verifiering och samarbets verifiering