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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Leonardo Tórtora Devienne Ferraz
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Simplicio Junior, Marcos Antonio (President)
Hernández, Julio César López
Lejbman, Alfredo Goldman Vel
Title in English
Methods to improve certificate linkage and revocation procedures in vehiculat networks.
Keywords in English
Autonomous vehicles
Birthday attacks
Issuing digital certificates
Network security
Revocable privacy
Abstract in English
Vehicular communication technologies, also called Vehicle-to-everything (V2X) systems, are expected to become common in the future, providing better effciency and safety in transportation. This envisioned large-scale deployment, however, critically depends on addressing some requirements. For example, to prevent abuse by drivers, messages exchanged among authorized vehicles must be authenticated, which implies the need of a Vehicular Public Key Infrastructure (VPKI). Unlike traditional Public Key Infrastructures (PKIs), though, VPKIs are also expected to preserve the drivers' privacy; in particular, neither eavesdroppers or system entities should be able to easily identify or track the movements of vehicles using non-revoked certificates. One promising VPKI solution, which copes with such requirements and is among the main candidates for standardization in the United States and Europe, is Security Credential Management System (SCMS). In this thesis, aiming to address shortcomings identified in the SCMS architecture, three main contributions are provided. First, a mechanism for improving the exibility of revocation is described, allowing certificates and their owner's privacy to be temporarily revoked in an eficient manner; this functionality is useful, for example, in case a software malfunction is detected and a patch still needs to be released. Second, two birthday attacks against SCMS's certificate revocation process are detailed and then fixed, thus preventing the system's security degradation with the number of issued and revoked certificates. Finally, a method is proposed which simplifies SCMS's system architecture, removing the need for the so-called Linkage Authorities (LAs); this not only reduces the cost for SCMS's deployment, but also improves its security and privacy due to the removal of one potential point of failure/collusion.
Title in Portuguese
Métodos para melhorar os procedimentos de ligação e revogação de certificados em redes veiculares.
Keywords in Portuguese
Emissão de certificados digitais
Privacidade revogável.
Segurança de redes
Veículos autônomos
Abstract in Portuguese
Espera-se que as tecnologias de comunicação veicular, também chamadas de sistemas V2X (Vehicle-to-everything, em inglês), se tornem comuns no futuro, proporcionando melhor eficiência e segurança no transporte. Essa implantação planejada em larga escala, no entanto, depende criticamente de abordar alguns requisitos. Por exemplo, para prevenir abusos por motoristas, mensagens trocadas entre veículos autorizados devem ser autenticadas, o que implica na necessidade de uma Infraestrutura de Chaves Públicas Veicular (VPKI, do inglês, Vehicular Public Key Infrastructure). Diferente de Infraestruturas de Chaves Públicas (ICPs) tradicionais, porém, é esperado também que as VPKIs preservem a privacidade dos motoristas; em particular, que nem bisbilhoteiros, nem entidades do sistema possam identificar veículos ou rastrear seus movimentos facilmente utilizando certificados n~ao revogados. Uma solução promissora para VPKI, que lida com tais requisitos e está entre os principais candidatos para padronização nos Estados Unidos e na Europa é o Sistema de gerenciamento de credenciais de segurança (SCMS, do inglês, Security Credential Management System). Nessa dissertação, com o objetivo de abordar deficiências identificadas na arquitetura do SCMS, são fornecidas três contribuições principais. Primeiro, um mecanismo para melhorar a exibilidade do processo de revogação é descrito, permitindo que certificados e a privacidade de seus proprietários sejam revogados temporariamente de maneira eficiente; essa funcionalidade é útil, por exemplo, em caso de uma falha de software ser detectada e ser necessário a liberação de uma correção. Em segundo lugar, dois ataques do aniversário contra o processo de revogação do SCMS são detalhados e posteriormente corrigidos, assim, prevenindo a degradação de segurança do sistema com o número de certificados emitidos e revogados. Por fim, é proposto um método que simplifica a arquitetura do sistema SCMS, removendo a necessidade das chamadas Autoridades de Ligação (LAs, do inglês, Linkage Authorites); o que não só reduz o custo de implantação do SCMS, mas também aumenta sua segurança e privacidade devido à remoção de um potencial ponto de falha/conluio.
 
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Publishing Date
2019-04-17
 
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