On selfish and malicious behaviors in wireless networks a non-cooperative game theoretic approach

Les réseaux sans fil ont connu un succès sans précédent ces deux dernières décennies grâce à la prolifération des dispositifs sans fil peu coûteux et largement disponibles. Avec une telle croissance explosive, les réseaux sans fil d aujourd hui deviennent de plus en plus ouverts, dynamiques et hétérogènes, ce qui pose de nouveaux problèmes de sécurité. Dans cette thèse, nous introduisons un axe de recherche où la théorie des jeux non-coopératifs est appliquée comme un outil systématique pour modéliser les comportements égoïstes et malveillants dans les réseaux sans fil. Nos contributions majeures portent sur, d'une part, la modélisation des comportements égoïstes et malveillants dans les réseaux sans fil, et, d'autre part, la conception des protocoles efficaces pour lutter contre ces comportements. Cette thèse consiste en deux parties, respectivement dédiées aux comportements égoïstes et malveillants. Plus spécifiquement, cette thèse présente une étude systématique sur les problèmes suivants : -les comportements égoïstes - les comportements égoïstes au niveau MAC dans les réseaux sans fil IEEE 802.11- le contrôle de puissance et débit non-coopératif dans les réseaux IEEE 802.11 - les relais coopératifs dans les réseaux sans fil avec des noeuds égoïstes - les comportements malveillants - la détection d'intrusion dans les réseaux hétérogènes - l'attaque par jamming dans les réseaux sans fil et la stratégie de défense - le routage multi-chemins parmi les attaquants malveillants pour les réseaux sans fil.The last two decades have witnessed an unprecedented success of wireless networks due to the proliferation of inexpensive, widely available wireless devices. With such an explosive growth, the traditional paradigm of centralized, fixed networks can no longer satisfy the dramatically increasing demand for wireless services and connections, which poses imminent challenges on network management and control, among which security is a primary concern. The thesis introduces an axis of research where non-cooperative game theory is applied as a systematical framework to model and analyze selfish and malicious behaviors in wireless networks. The major contribution of the thesis lies in the modeling of selfish and malicious behaviors in wireless networks as well as the design of efficient protocols based on the modeling results to cope with them. The thesis is divided into two parts, respectively dedicated to selfish and malicious behaviors. More specifically, the thesis provides a comprehensive study on the following selfish and malicious behaviors under the non-cooperative game theoretic framework : - Selfish behaviors - MAC layer selfish behaviors in IEEE 802.11 wireless networks - Non-cooperative power and rate control in IEEE 802.11 wireless networks - Cooperative relaying in wireless networks with selfish users - Malicious behaviors - Intrusion detection in heterogeneous networks - Jamming attack in wireless networks and defense strategy - Multihop routing amid malicious attackers in wireless networks.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF