Towards Efficient and Secure Cloud Architectures and Models : Application on Smart Grid, IoT and SDN Vehicular Networks

Vers des architectures cloud efficaces et sécurisées : application aux réseaux électriques intelligent, IoT et SDN VANET

Djabir Abdeldjalil Chekired (1)

1 ICD - Institut Charles Delaunay

Cloud computing technologies have seized the attention of different governments, industries, and academic institutions as they offer tremendous potential for new business opportunities in terms of scheduling efficiency, storage capacity, and availability. Yet, they have particular challenges that hinder cloud integration in new emerging technologies and systems. This work presents three principals applications of Cloud computing. The first application issue is for smart grid energy management. It proposes three principal contributions: 1) considering the scheduling of electric vehicles (EVs) energy demands for charging and discharging as a case study, we propose a new energy scheduling model for smart grid based on Cloud computing, 2) in order to reduce the energy cost and energy peak loads, we propose a real-time dynamic pricing policy, 3) to secure energy smart metering infrastructure against false data injection attacks in smart grid environment, we propose a new security scheme, labeled SecMetering. SecMetering is based on hierarchical and distributed intrusion detection system. The second application is designed for scheduling industrial internet of things data; we propose a new hierarchical and decentralized Fog architecture. The third application concerns vehicular networks. We propose two new architectures based on distributed SDN: 1) a hierarchical SDN-based wireless vehicular Fog, labeled HSVF, 2) a framework that uses 5G networks based SDN to enhance the performance of autonomous driving applications.

Les technologies du Cloud computing ont attiré l'attention des gouvernements, industriels et chercheurs, car elles offrent un potentiel énorme en termes d'efficacité de traitement, de capacité de stockage et de disponibilité. Cependant, elles présentent des défis particuliers qui entravent l'intégration du Cloud dans des nouvelles technologies émergentes. Ce travail présente trois applications principales du cloud computing. La première application concerne la gestion de l’énergie des réseaux électrique intelligents. Nous proposons trois contributions principales: 1) un nouveau modèle pour la planification de plug-in des véhicules électriques EVs basé sur une architecture cloud, 2) afin de réduire les coûts de la production d’énergie, nous proposons un modèle de tarification dynamique en temps réel, 3) pour sécuriser l’infrastructure de comptage intelligent de la consommation d’électricité contre les attaques d’injection de fausse informations, nous proposons un nouveau système de sécurité, appelé SecMetering. La deuxième application est conçue pour le traitement des données de l'Internet des objets industriels ; nous proposons une nouvelle architecture décentralisée basée sur un fog hiérarchique. La troisième application concerne les réseaux véhiculaires. Nous proposons deux nouvelles architectures : 1) une architecture fog hiérarchique basée sur SDN, appelé HSVF, 2) une architecture qui utilise le réseau sans fil 5G basé sur SDN pour améliorer les performances de la conduite autonome.

Mots clés: Cloud computing; Smart power grids; Internet of things; Vehicular ad hoc networks; SDN; Cyber-security; 5G

Mots clés: Informatique dans les nuages; Réseaux électriques intelligents; Internet des objets; Réseau défini par logiciel; Réseaux ad hoc de véhicules; Cybersécurité; Technologie 5G

Domaines: Réseaux et télécommunications [cs.NI]; Informatique ubiquitaire

Djabir Abdeldjalil Chekired. Towards Efficient and Secure Cloud Architectures and Models : Application on Smart Grid, IoT and SDN Vehicular Networks. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université de Technologie de Troyes, 2019. English. ⟨NNT : 2019TROY0024⟩. ⟨tel-03621986⟩