Brevet FR3095314A1 — publié le 20201023

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif de communication pour véhicule dans un réseau sans fil de type ad hoc Domaine technique [0001] L'invention concerne les procédés et dispositifs de communication entre noeuds d'un réseau ad hoc, au moins un noeud du réseau étant mobile et embarqué dans au moins un véhicule, notamment de type automobile. Arrière-plan technologique [0002] Les véhicules contemporains embarquent des systèmes ou fonction d'aide à la conduite qui fournissent aux conducteurs de véhicules qui en sont équipés des informations sur leur environnement et/ou une assistance active dans la conduite du véhicule. Les systèmes d'aide à la conduite les plus aboutis assurent le contrôle du véhicule qui devient un véhicule dit autonome, c'est-à-dire un véhicule apte à rouler dans l'environnement routier saris intervention du conducteur. [0003] Pour améliorer la sécurité sur les routes, de nouvelles technologies voient le jour qui permettent l'échange d'informations entre les véhicules et/ou entre les véhicules et l'infrastructure qui les entoure. Ainsi, de nouvelles technologies de l'information et de la communication appliquées au domaine des transports sont apparues, telles que l'ITS G5 (de l'anglais « Intelligent Transportation System G5 » ou en français « Système de transport intelligent G5 ») en Europe ou DSRC (de l'anglais « Dedicated Short Range Communications » ou en français « Communications dédiées à courte portée ») aux Etats-Unis d'Amérique qui reposent tous les deux sur le standard IEEE 802.11p ou encore la technologie basée sur les réseaux cellulaires nommée C-V2X (de l'anglais « Cellular - Vehicle to Everything » ou en français « Cellulaire - Véhicule vers tout ») qui s'appuie sur la 4G basé sur LTE (de l'anglais « Long Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme ») et bientôt la 5G. [0004] Du fait de la vitesse de déplacement du véhicule et du nombre de stations d'un réseau avec lesquelles le véhicule peut communiquer au gré de son déplacement, les procédures d'authentification sont allégées ce qui peut créer des failles de sécurité pour simplifier l'accès du véhicule aux différentes stations du réseau au fur et à mesure de son déplacement, et ce même à grande vitesse (par exemple jusqu'à 250 km/h) Résumé de l'invention [0005] Un objet de la présente invention est de proposer un accès à un ou plusieurs services de protocole internet dans un réseau ad hoc en garantissant que les noeuds communiquant entre eux font partie d'une infrastructure de confiance. [0006] Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de communication dans un 2 réseau sans fil ad hoc comprenant une pluralité de noeuds, un premier noeud de la pluralité correspondant à un dispositif embarqué dans un véhicule, le procédé comprenant les étapes suivantes, mises en oeuvre par le premier noeud : [0007] - réception d'au moins un message émis par un deuxième noeud du réseau sans fil sur un canal de contrôle, le au moins un message comprenant une première information représentative d'un identifiant du deuxième noeud ; [0008] - vérification de l'intégrité du au moins un message et de l'authenticité de la première information à partir de données d'en-tête du au moins un message et d'une signature associée à le au moins un message ; [0009] - réception de données informant le premier noeud qu'un service d'accès au protocole internet est disponible, les données comprenant une deuxième information représentative de l'identifiant de l'émetteur des données, les données étant reçues sur un canal de service ; [0010] - comparaison de la première information et de la deuxième information ; [0011] - accès au protocole internet sur le canal de service si la première information et la deuxième information correspondent. [0012] Selon une variante, la vérification de r intégrité du au moins un message comprend la réception d'une clé publique du deuxième noeud, le premier noeud et le deuxième noeud faisant partie d'une infrastructure à clés publiques. [0013] Selon une autre variante, l'accès au protocole internet comprend la transmission d'une requête pour obtenir une adresse de protocole internet vers le deuxième noeud, l'adresse de protocole internet étant allouée au premier noeud par le deuxième noeud à réception de la requête. [0014] Selon une variante supplémentaire, le réseau sans fil ad hoc utilise un protocole de communication parmi les protocoles suivants : [0015] - IEEE 802.11p ; [0016] - IEEE 802.11s ; [0017] - 3GPP LTE-V2X. [0018] Selon encore une variante, le canal de contrôle est un canal de type CCH et le canal de service est un canal de type SCH. [0019] Selon une variante supplémentaire, le au moins un message est de type CAM ou DENM. [0020] Selon une autre variante, le deuxième noeud est une Unité Bord de Route (UBR). [0021] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un dispositif de communication dans un réseau sans fil ad hoc comprenant une pluralité de noeuds, le dispositif correspondant à un premier noeud de la pluralité embarqué dans un véhicule, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de l'invention. 3 100221 Selon un troisième aspect, l'invention concerne un véhicule, par exemple de type au- tomobile, comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de l'invention. [0023] Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur qui comporte des instructions adaptées pour l'exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l'invention, ceci notamment lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par au moins un processeur. [0024] Un tel programme d'ordinateur peut utiliser n'importe quel langage de pro- grammation, et être sous la forme d'un code source, d'un code objet, ou d'un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. [0025] Selon un cinquième aspect, l'invention concerne un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l' invention. [0026] D'une part, le support d'enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit tnicroélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur. [0027] D'autre part, ce support d'enregistrement peut également être un support trans- missible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d'ordinateur selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. [0028] Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d'ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Brève description des figures [0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l'invention ci-après, en référence aux figures 1 à 3 annexées, sur lesquelles : [0030] [fig.1] illustre de façon schématique un environnement de communication entre un premier noeud et un deuxième noeud d'un réseau ad hoc, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0031] [fig.2] illustre schématiquement un dispositif configuré pour communiquer dans le réseau ad hoc de la figure 1, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; [0032] [fig.3] illustre un organigramme des différentes étapes d'un procédé de commu- nication dans le réseau ad hoc de la figure 1, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention. Description des modes de réalisation [0033] Un procédé et un dispositif de communication dans un réseau sans fil ad hoc vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 3. [0034] Selon un exemple particulier et non limitatif de réalisation de l'invention, un procédé de communication dans un réseau sans fil ad hoc est mis en oeuvre par un premier noeud du réseau embarqué dans un véhicule. Le réseau ad hoc comprend une pluralité de noeuds, dont le premier noeud. Pour mettre en place la communication, un ou plusieurs messages émis par un deuxième noeud du réseau sans fil sont reçus par le premier noeud. Ces messages sont avantageusement émis sur un canal de contrôle et comprennent chacun un identifiant du deuxième noeud (par exemple son adresse MAC (de l'anglais « Media Access Control » ou en français « Contrôle d'accès au support »). L'intégrité du ou des messages reçus est vérifiée ainsi que l'authenticité de l'identifiant du deuxième noeud en s'appuyant sur les données comprises dans l'en-tête et la signature de chaque message reçu. Le premier noeud reçoit ensuite des données l'informant qu'un service d'accès au protocole internet IP (de l'anglais « Internet Protocol ») est disponible, ces données étant reçues via un canal de service et comprenant un identifiant de l'émetteur de ces données. L'identifiant du deuxième noeud est comparé à Yidentifiant de l'émetteur de ces données. Si ces identifiants correspondent, le premier noeud accède au service de protocole internct via le canal de service. [0035] Le premier noeud (et le véhicule qui l'embarque) peut ainsi vérifier que le noeud du réseau proposant un ou plusieurs services IP correspond bien à un noeud identifié du réseau en s'appuyant sur les moyens de sécurité mis en oeuvre sur un canal de contrôle, ces moyens de sécurité n'existant pas sur le canal de service. [0036] [fig.11 illustre schématiquement un environnement de communication 1 entre un premier noeud 10 et un deuxième noeud 11 d'un réseau sans fil ad hoc, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. [0037] La figure 1 illustre un premier noeud 10 embarqué dans un véhicule se déplaçant dans un environnement routier. Le premier noeud 10 et le deuxième noeud 11 font avantageusement partie d'un réseau sans fil ad hoc comprenant une pluralité de noeuds, par exemple 2, 3, 5, 10, 100, 1000 ou plus de noeud. Selon l'exemple particulier de la figure 1, le réseau sans fil ad hoc comprend un troisième noeud 12. [0038] Un réseau sans fil ad hoc (aussi appelé WANET (de l'anglais « Wireless Ad Hoc Network ») ou MANET (de l'anglais « Mobile Ad Hoc Nctwork »)) est un réseau sans fil décentralisé. Contrairement à un réseau centralisé qui s'appuie sur une infrastructure existante comprenant par exemple des routeurs ou des points d'accès reliés entre eux par une infrastructure filaire ou sans-fil, le réseau sans fil ad hoc est constitué de noeuds qui participent chacun au routage des données en retransmettant les données d'un noeud à l'autre, de l'émetteur vers le destinataire, en fonction de la connectivité du réseau et de l'algorithme de routage mis en oeuvre. Le réseau sans fil ad hoc correspond avantageusement à un réseau véhiculaire ad hoc (ou VANET, de l'anglais « Vehicular Ad hoc NETwork ») ou à un réseau véhiculaire ad hoc intelligent (ou InVANET, de l'anglais ou « Interface Multimedia Haute Dcfinition » en français). [0054] Des données sont par exemples chargées vers le dispositif 2 via l'interface du bloc 22 en utilisant un réseau Wi-FiC) tel que selon IEEE 802.11, un réseau ITS 05 basé sur IEEE 802.11p ou un réseau mobile tel qu'un réseau 40 (ou LTE Advanced selon 3GPP release 10 - version 10) ou 50, notamment un réseau LTE-V2X. [0055] Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif 2 comprend une interface de communication 23 qui permet d'établir une communication avec d'autres dispositifs (tels que d'autres calculateurs du système embarqué lorsque le dispositif 2 correspond à un calculateur du système embarqué) via un canal de communication 230. L'interface de communication 23 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 230. L'interface de communication 23 correspond par exemple à un réseau filaire de type CAN (de l'anglais « Controller Area Network » ou en français « Réseau de contrôleurs ») ou CAN FD (de l'anglais « Controller Arca Network Flexible Data-Rate » ou en français « Réseau de contrôleurs à débit de données flexible »). [0056] Selon un mode de réalisation particulier supplémentaire, le dispositif 2 peut fournir des signaux de sortie à un ou plusieurs dispositifs externes, tels qu'un écran d'affichage, un ou des haut-parleurs et/ou d'autres périphériques via respectivement des interfaces de sortie non représentées. [0057] [fig.3] illustre un organigramme des différentes étapes d'un procédé de commu- 9 nication dans un réseau sans fil ad hoc, par exemple le réseau ad hoc de la figure 1, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le procédé est par exemple mis en oeuvre par le premier noeud 10 embarqué dans un véhicule ou par le dispositif 2 de la figure 2. [0058] Dans une première étape 31, un ou plusieurs messages émis par un deuxième noeud du réseau sans fil ad hoc sont reçus par le premier noeud sur un canal de contrôle, par exemple un canal de type CCH. Un canal de contrôle permet l'échange de paquets de contrôle pour initier la communication entre 2 noeuds du réseau ad hoc sans fil. Le ou les messages reçus correspondent par exemple à un message CAM, un message DENM ou à la fois un message CAM et un message DENM. Chacun de ces messages comprend avantageusement une première information représentative de l'identifiant, par exemple l'adresse MAC, du deuxième noeud émetteur de cc ou ces messages. [0059] Dans une deuxième étape 32, l'intégrité du ou des messages reçus sur le canal de contrôle est vérifiée en se basant sur la signature de ce ou ces messages. Par ailleurs, l'authenticité de la première information représentative de l'identifiant du deuxième noeud est également vérifiée en se basant sur des informations comprises dans l'en-tête de chacun de ces messages, par exemple dans une partie sécurisée de l'en-tête comprenant par exemple la clé publique du deuxième noeud. L'ensemble des noeuds appartenant à la même infrastructure à clés publiques, le premier noeud peut ainsi vérifier que le ou les messages ont bien été transmis par un noeud, c'est-à-dire le deuxième noeud, appartenant à une chaine de confiance définie par l'infrastructure à clés publiques mise en oeuvre. Les échanges de données et d'information sur un canal de contrôle, notamment un canal de contrôle de type CCH, sont en effet sécurisés par la mise en oeuvre d'une infrastructure à clés publiques qui permet à chaque noeud recevant un ou plusieurs paquets de contrôle d'un autre noeud sur le canal de contrôle de vérifier que le noeud émetteur fait partie de la chaine de confiance définir par l'infrastructure à clés publiques. Une fois authentifiée, la première information représentative de l'identifiant du deuxième noeud est par exemple stockée, au moins temporairement, en mémoire du premier noeud. [0060] Dans une troisième étape 33, des données sont reçues par le premier noeud sur un canal de service, par exemple un canal de type SCH. Ces données comprennent avantageusement une deuxième information représentative de l'identifiant, par exemple une adresse MAC, de l'émetteur de ces données. A contrario des échanges de données sur un canal de contrôle, l'échange de données et d'informations sur un canal de service n'est pas sécurisé par l'échange de clés publiques d'une PKI. Les deuxièmes données comprennent avantageusement une information quant à la fourniture d'un ou plusieurs services d'accès IP sur un ou plusieurs canaux de service par l'émetteur. A ce stade, le premier noeud n'a aucune assurance quant à l'identité de l'émetteur. Les données reçues sur le canal de service correspondent par exemple à des données d'un ou plusieurs paquets de type « Router Advertisement » ou « DHCP Offcr ». [0061] Dans une quatrième étape 34, la première information est comparée à la deuxième in- formation. Si les identifiants diffèrent, le premier noeud n'accède pas au(x) service(s) IP proposé(s) par l'émetteur à la troisième étape, c' est-à-di re que le premier noeud ne s'associe pas à l'émetteur qui ne peut pas être authentifié. Si la première information correspond à la deuxième information, alors le procédé passe à la cinquième étape 35. [0062] Dans une cinquième étape 35, le premier noeud accède au(x) service(s) IP proposé(s) par l'émetteur à la troisième étape puisque cet émetteur correspond au deuxième noeud qui a pu être authentifié comme étant un noeud de la chaine de confiance. [0063] Selon une variante optionnelle de réalisation, l'accès au protocole internet est mis en oeuvre après vérification de la qualité et/ou de la symétrie du signal entre le premier et le deuxième noeud. Selon cette variante, l'accès au protocole internet est mis en oeuvre si et seulement si le niveau de qualité et/ou de symétrie du signal est supérieur à un seuil déterminé. [0064] L'accès au protocole interna comprend par exemple la transmission d'une requête pour obtenir une adresse de protocole internet par le deuxième noeud à destination du deuxième noeud. L'adresse IP est alors allouée au premier noeud par le deuxième noeud à réception de la requête. [0065] Lorsque le premier noeud sort de la zone de couverture du deuxième noeud, le premier noeud se désassocie du deuxième noeud. Les étapes 31 à 35 sont alors avantageusement réitérées pour accéder au protocole internet via un autre noeud du réseau ad hoc, par exemple une autre UBR. Selon une variante, le premier noeud accède à un autre réseau ad hoc en exécutant à nouveau les étapes 31 à 35. Par exemple, le premier noeud accède au protocole internet via une UBR d'un réseau de type ITS 05 dans un premier temps. Puis le premier noeud accède ensuite au protocole internet via une antenne relais d'un réseau de type LTE-V2X ou via un routeur d'un réseau de type IEEE 802.11s. Selon un autre exemple de réalisation, le premier noeud se désassocie d'un réseau de type LTE-V2X pour ensuite se connecter à un réseau de type ITS G5 basé sur IEEE 802.11p en exécutant les étapes 31 à35 décrites ci-dessus. [0066] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant mais s'étend à un procédé d'accès au protocole internet dans un réseau sans fil ad hoc et au dispositif configuré pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. [0067] L'invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus géné- ralement un véhicule à moteur terrestre, comprenant le dispositif 2 de la figure 2. 11 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] REVENDICATIONSProcédé dc communication dans un réseau sans fil ad hoc comprenant une pluralité de noeuds, un premier noeud (10) de ladite pluralité correspondant à un dispositif embarqué dans un véhicule, ledit procédé comprenant les étapes suivantes, mises en oeuvre par ledit premier noeud : - réception (31) d'au moins un message émis par un deuxième noeud (11) dudit réseau sans fil sur un canal de contrôle, ledit au moins un message comprenant une première information représentative d'un identifiant dudit deuxième noeud (11) ; - vérification (32) de l'intégrité dudit au moins un message et de l'authenticité de ladite première information à partir de données d'en-tête dudit au moins un message et d'une signature associée audit au moins un message ; - réception (33) de données informant ledit premier noeud (10) qu'un service d'accès au protocole intemet est disponible, lesdites données comprenant une deuxième information représentative de l'identifiant de l'émetteur desdites données, lesdites données étant reçues sur un canal de service ; - comparaison (34) de ladite première infommtion et de ladite deuxième information ; - accès (35) audit protocole intemet sur ledit canal de service si la première information et la deuxième information correspondent. Procédé selon la revendication 1, pour lequel ladite vérification de l'intégrité dudit au moins un message comprend la réception d'une clé publique dudit deuxième noeud (11), le premier noeud (10) et le deuxième noeud (11) faisant partie d'une infrastructure à clés publiques. Procédé selon la revendication 1 ou 2, pour lequel ledit accès au protocole intemet comprend la transmission d'une requête pour obtenir une adresse de protocole intemet vers ledit deuxième noeud (11), ladite adresse de protocole intemet étant allouée au premier noeud (10) par le deuxième noeud (11) à réception de ladite requête. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour lequel ledit réseau sans fil ad hoc utilise un protocole de communication parmi les protocoles suivants : - IEEE 802.11p ; - IEEE 802.11s ; 12 - 3GPP LTE-V2X. [Revendication 5] Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, pour lequel ledit canal de contrôle est un canal de type CCH et ledit canal de service est un canal de type SCH. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour lequel ledit au moins un message est de type CAM ou DENM. [Revendication 7] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour lequel ledit deuxième noeud (11) est une Unité Bord de Route (UBR). [Revendication 8] Dispositif (2) de communication dans un réseau sans fil ad hoc comprenant une pluralité de noeuds, ledit dispositif (2) correspondant à un premier noeud de ladite pluralité embarqué dans un véhicule, ledit dispositif comprenant une mémoire (21) associée à au moins un processeur (20) configure pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. [Revendication 9] Véhicule automobile comprenant le dispositif (2) selon la revendication 8. [Revendication 10] Produit programme d'ordinateur comportant des instructions adaptées pour l'exécution des étapes du procédé selon rune des revendications 1 à 7, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par au moins un processeur.