STAGE MASTER 2 - Sécurisation des échanges dans les protocoles pour véhicules connectés

Ce sujet s'inscrit dans  le dispositif PhD tracks du centre Inria de l'Université de Lorraine et antenne de Strasbourg. Ce dispositif vise à attirer et accompagner des  éléments  prometteurs et motivés, inscrits actuellement en Master 2, vers le doctorat en proposant un financement couplé de quatre ans  couvrant stage de Master2 + thèse. Le stage de Master 2, d'une durée de 5 à 6 mois, sera gratifié à 4.35 €/heure (plus ou moins 670 €/mois). Les candidats admis dans le dispositif présenteront en mai  2025 l’avancement de leurs travaux devant un jury qui validera l'entrée en thèse (l’arrêt du PhD track devrait être exceptionnel).

Ce dispositif, le mode de candidature et le calendrier sont  décrits dans l'onglet PhD track du site https://www.inria.fr/fr/centre-inria-universite-lorraine

Dans le cadre d’un partenariat

• collaboration entre 2 équipes Inria : RESIST et CARAMBA,

Contexte :

Les véhicules connectés utilisent des protocoles de communication basés sur Ethernet pour les échanges de
données entres les composants intra-véhiculaire (moteur, capteurs, divertissement, affichage, etc). Traditionnellement,
ces communications utilisent des protocoles comme CAN ou LIN. En revanche, des passerelles sont
nécessaires entre ces composants pour garantir l’interopérabilité entre leurs échanges. Un modèle de communication
basé sur Ethernet simplifie ces architectures de communication et réduit également les besoins en câblage.
Cette communication basée sur Ethernet opère sur des fonctions critiques et sensibles d’un véhicule (freinage,
gestion moteur, fonctions d’assistance à la conduire, etc.). Pour cette raison, il est besoin d’utiliser un protocole
déterministe capable de garantir une base latence et une bande passante suffisante.
Cette communication basée sur Ethernet, doit également garantir la sécurité de ces véhicules connectés qui
un enjeu majeur pour leur adoption et garantir un usage de confiance [KE21, EBN+21]. On s’intéressera donc
dans ce stage d’une part au protocole de communication dédié à la voiture connectée, notamment le protocole
Time-sensitive networking (TSN) [ALD+21] et à assurer un minimum de confidentialité dans les échanges en
chiffrant et /ou authentifiant le contenu des messages échangés. Il s’agira donc d’intégrer des solutions à bas coût
de cryptographie pour faire du chiffrement authentifié sur la pile TSN et à comparer les résultats de performance
obtenus.

Références
[ALD+21] Mohammad Ashjaei, Lucia Lo Bello, Masoud Daneshtalab, Gaetano Patti, Sergio Saponara, and
Saad Mubeen. Time-sensitive networking in automotive embedded systems : State of the art and
research opportunities. Journal of Systems Architecture, 117 :102137, 2021.

[EBN+21] Doğanalp Ergenç, Cornelia Brülhart, Jens Neumann, Leo Krüger, and Mathias Fischer. On the
security of ieee 802.1 time-sensitive networking. In 2021 IEEE International Conference on Communications
Workshops (ICC Workshops), pages 1–6, 2021.

[KE21] Adam Kostrzewa and Rolf Ernst. Achieving safety and performance with reconfiguration protocol
for ethernet tsn in automotive systems. Journal of Systems Architecture, 118 :102208, 2021.

TSN est décrit dans un standard 1 pour offrir des fonctions et d’extensions de sûreté au protocole Ethernet
(IEEE 802.1) pour l’industrie de l’automobile. Les piles de communication sont disponible pour,Linux 2,
FreeRTOS et Zephyr et également sur du matériel embarqué à l’image des plateformes NXP3 (plateforme i.MX
RT1170 EVK board : 4) ou Texas Instrument 5 .
L’objectif de ce stage est d’étudier comment intégrer à cette pile protocolaire quelques finalistes d’algorithmes
cryptographiques de la compétition “lightweight” du NIST (voir : https://csrc.nist.gov/Projects/
lightweight-cryptography/finalists). Ensuite, il s’agira de produire une proof-of-concept entre deux entités
afin d’étudier les métriques classiques réseaux (débit, latence, énergie, etc.) pour savoir quels est le chiffrement
le plus adapté.
Ce stage pourra être suivi d’une thèse sur le même sujet : la sécurité des véhicules connectés et le protocole
TSN.

1. https://1.ieee802.org/tsn/
2. https://tsn.readthedocs.io
3. https ://github.com/NXP/GenAVB_TSN
4. https ://community.nxp.com/pwmxy87654/attachments/pwmxy87654/imx-processors/178770/1/NXP_GenAVB_TSN_Stack_FreeRTOS_5. https://github.com/TexasInstruments/enet-tsn-stack

L’objectif de ce stage est d’étudier comment intégrer à cette pile protocolaire quelques finalistes d’algorithmes
cryptographiques de la compétition “lightweight” du NIST (voir : https://csrc.nist.gov/Projects/
lightweight-cryptography/finalists). Ensuite, il s’agira de produire une proof-of-concept entre deux entités
afin d’étudier les métriques classiques réseaux (débit, latence, énergie, etc.) pour savoir quels est le chiffrement
le plus adapté.
Ce stage pourra être suivi d’une thèse sur le même sujet : la sécurité des véhicules connectés et le protocole
TSN.

Etudiant en M2 Informatique.

• Restauration subventionnée
• Transports publics remboursés partiellement
• Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
• Possibilité de télétravail (après 6 mois d'ancienneté) et aménagement du temps de travail
• Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
• Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des œuvres sociales d'Inria)
• Accès à la formation professionnelle
• Sécurité sociale

Gratification de stage : 4,35 €/heure (plus ou moins 670 €/mois)

Rémunération de la thèse : 2100 € brut/mois la 1ère année