Enabling SDN in VANETs: What is the impact on security?

Abstract

The demand for safe and secure journeys over roads and highways has been growing at a tremendous pace over recent decades. At the same time, the smart city paradigm has emerged to improve citizens' quality of life by developing the smart mobility concept. Vehicular Ad hoc NETworks (VANETs) are widely recognized to be instrumental in realizing such concept, by enabling appealing safety and infotainment services. Such networks come with their own set of challenges, which range from managing high node mobility to securing data and user privacy. The Software Defined Networking (SDN) paradigm has been identified as a suitable solution for dealing with the dynamic network environment, the increased number of connected devices, and the heterogeneity of applications. While some preliminary investigations have been already conducted to check the applicability of the SDN paradigm to VANETs, and its presumed benefits for managing resources and mobility, it is still unclear what impact SDN will have on security and privacy. Security is a relevant issue in VANETs, because of the impact that threats can have on drivers' behavior and quality of life. This paper opens a discussion on the security threats that future SDN-enabled VANETs will have to face, and investigates how SDN could be beneficial in building new countermeasures. The analysis is conducted in real use cases (smart parking, smart grid of electric vehicles, platooning, and emergency services), which are expected to be among the vehicular applications that will most benefit from introducing an SDN architecture.

La demanda de viajes seguros y protegidos por carreteras y autopistas ha estado creciendo a un ritmo tremendo en las últimas décadas. Al mismo tiempo, el paradigma de la ciudad inteligente surgió para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos mediante el desarrollo del concepto de movilidad inteligente. Las redes vehiculares ad hoc (VANETs, por sus siglas en inglés) son ampliamente reconocidas como instrumentales en la realización de dicho concepto, al permitir servicios atractivos de seguridad y de infoentretenimiento. Dichas redes vienen con su propio conjunto de desafíos, que van desde la gestión de la movilidad de los nodos hasta la seguridad de los datos y la privacidad del usuario. El paradigma de redes definidas por software (SDN) se ha identificado como una solución adecuada para tratar con el entorno de red dinámico, el mayor número de dispositivos conectados y la heterogeneidad de las aplicaciones. Si bien ya se han llevado a cabo algunas investigaciones preliminares para verificar la aplicabilidad del paradigma SDN a las VANETs, y sus supuestos beneficios para la gestión de los recursos y la movilidad, aún no está claro qué impacto tendrán las SDN en la seguridad y la privacidad. La seguridad es un tema relevante en las VANETs, debido al impacto que las amenazas pueden tener en el comportamiento y la calidad de vida de los conductores. Este documento abre una discusión sobre las amenazas a la seguridad que las futuras VANETs habilitadas para las SDN tendrán que enfrentar, e investiga cómo las SDN podrían ser beneficiosas en la construcción de nuevas contramedidas. El análisis se lleva a cabo en casos de uso real (estacionamiento inteligente, red inteligente de vehículos eléctricos, platooning y servicios de emergencia), que se espera que estén entre las aplicaciones vehiculares que se beneficiarán más al introducir una arquitectura SDN.

La demanda de viatges segurs i protegits per carreteres i autopistes ha estat creixent a un ritme enorme en les últimes dècades. Alhora, el paradigma de la ciutat intel·ligent va sorgir per millorar la qualitat de vida dels ciutadans mitjançant el desenvolupament del concepte de mobilitat intel·ligent. Les xarxes vehiculars ad hoc (VANETs, per les sigles en anglès) són àmpliament reconegudes com instrumentals en la realització d'aquest concepte, en permetre serveis atractius de seguretat i d'infoentreteniment. Aquestes xarxes vénen amb el seu propi conjunt de desafiaments, que van des de la gestió de la mobilitat dels nodes fins a la seguretat de les dades i la privacitat de l'usuari. El paradigma de xarxes definides per programari (SDN) s'ha identificat com una solució adequada per tractar amb l'entorn de xarxa dinàmic, el major nombre de dispositius connectats i l'heterogeneïtat de les aplicacions. Si bé ja s'han dut a terme algunes investigacions preliminars per verificar l'aplicabilitat del paradigma SDN a les VANETs, i els seus suposats beneficis per a la gestió dels recursos i la mobilitat, encara no està clar quin impacte tindran les SDN en la seguretat i la privacitat. La seguretat és un tema rellevant en les VANETs, a causa de l'impacte que les amenaces poden tenir en el comportament i la qualitat de vida dels conductors. Aquest document obre una discussió sobre les amenaces a la seguretat que les futures VANETs habilitades per a les SDN s'hauran d'enfrontar, i investiga com les SDN podrien ser beneficioses en la construcció de noves contramesures. L'anàlisi es porta a terme en casos d'ús real (estacionament intel·ligent, xarxa intel·ligent de vehicles elèctrics, platooning i serveis d'emergència), que s'espera que estiguin entre les aplicacions vehiculars que es beneficiaran més en introduir una arquitectura SDN.