In the context of autonomous vehicular transportation, platooning has emerged as a promising approach to optimize traffic flow, reduce fuel consumption, and enhance road safety by enabling vehicles to travel in close proximity to one another. This is done by leveraging the networking capabilities of modern vehicles. However, the susceptibility of platooning systems to malicious attacks necessitates robust misbehaviour mitigation protocols. This study introduces PRIME (Platoon Restructuring for Incident Mitigation and Exclusion), a novel misbehaviour mitigation protocol aimed at preventing disturbances within vehicular platooning systems. By utilizing the platoon’s structure, PRIME effectively isolates and excludes attackers, positioning the accused vehicle at the rear of the convoy. The protocol aims furthermore to be robust against colluding attackers and against abuse of the protocol itself. The protocol’s performance is assessed both independently with time based mitigation and in conjunction with an additional mitigation system based on the evaluation of received beacon data. To ensure the validity of the obtained results, the study also analyzes and explains several shortcomings of the PLEXE simulation environment used throughout this study, revealing instances where unexpected outcomes were produced. These discrepancies are attributed to the implementation nuances of certain platooning controllers within PLEXE, shedding light on potential areas for refinement within vehicle simulation environments for accurate evaluation of attacks on platooning protocols. Through extensive testing across various attack scenarios, PRIME demonstrates its capacity to restore platoon stability after the attack has been detected, showcasing promising prospects for enhancing platooning system security. The results indicate that, when combined with a quick and reliable detection mechanism all simulated attacks can be effectively mitigated and the attacker can be isolated to prevent future disturbances.

Inom området för autonom fordonstransport har platoonkörning under de senaste åren framstått som en lovande metod för att optimera det allmänna trafikflödet, minska bränsleförbrukningen hos de involverade fordonen och även öka trafiksäkerheten genom att låta fordon köra nära varandra. Detta uppnås genom att utnyttja kommunikationsförmågan hos moderna fordon. Sårbarheten hos nätverkssystem för cyberattacker kräver dock robusta och motståndskraftiga protokoll för att minska missbruk. Denna studie presenterar PRIME (Platoon Restructuring for Incident Mitigation and Exclusion), ett nytt protokoll för missbruksreduktion som syftar till att förhindra störningar i platooner. Genom att utnyttja platoonens struktur isolerar och utesluter PRIME effektivt angripare genom att placera det anklagade fordonet längst bak i konvojen. Protokollet syftar också till att vara robust mot samverkande angripare och mot missbruk av protokollet självt. Protokollets prestanda utvärderas både självständigt med tidsbaserad minskning och i kombination med ett ytterligare minskningssystem baserat på utvärdering av mottagna beacon-data. För att säkerställa giltigheten av de erhållna resultaten analyserar och förklarar denna studie även flera problem med platoon-simuleringsmiljön PLEXE, som användes under studien, och visar fall där oväntade resultat uppnåddes. Dessa diskrepanser kan till stor del tillskrivas implementeringen av vissa kontroller inom PLEXE och belyser därmed potentiella områden för förbättring av simuleringsmiljöer för en mer noggrann utvärdering av attacker mot platoon-protokoll. Genom omfattande tester i olika attackscenarier visar PRIME sin förmåga att återställa platoonens stabilitet efter att en attack har upptäckts och ger därmed lovande utsikter för att förbättra platoonsäkerheten. Resultaten av denna studie tyder på att med PRIME, i kombination med en snabb och pålitlig attackdetektion, kan alla simulerade attacker effektivt avvisas och att angriparen kan tillräckligt isoleras för att förhindra framtida störningar

Im Bereich des autonomen Fahrzeugtransports hat sich Platooning in den letzen Jahren als vielversprechender Ansatz zur Optimierung des allgemeinen Verkehrsflusses, zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs der involvierten Fahrzeuge und auch zur Erhöhung der Verkehrssicherheit herausgestellt, indem Fahrzeuge in enger Nähe zueinander fahren können. Dies wird durch die Nutzung der Kommunikationsfähigkeiten moderner Fahrzeuge erreicht. Die Anfälligkeit von vernetzen Systemen für Cyber-Angriffe erfordert jedoch robuste und resiliente Protokolle zur Missbrauchsminderung. Diese Studie stellt PRIME (Platoon Restructuring for Incident Mitigation and Exclusion) vor, ein neuartiges Protokoll zur Missbrauchsminderung, das darauf abzielt, Störungen in Platoons zu verhindern. Durch Nutzung der Platoonstruktur isoliert und schließt PRIME Angreifer effektiv aus, indem das beschuldigte Fahrzeug am Ende des Konvois platziert wird. Das Protokoll zielt zudem darauf ab, robust gegen kooperierende Angreifer und gegen Missbrauch des Protokolls selbst zu sein. Die Leistung des Protokolls wird sowohl unabhängig mit zeitbasierter Minderung als auch in Verbindung mit einem zusätzlichen Minderungssystem auf der Grundlage der Auswertung empfangener Beacon-Daten bewertet. Um die Gültigkeit der erhaltenen Ergebnisse sicherzustellen, analysiert und erklärt diese Arbeit auch mehrere Probleme der Platoon-Simulationsumgebung PLEXE, die während der Studie verwendet wurde, und zeigt Fälle auf, in denen unerwartete Ergebnisse erzielt wurden. Diese Diskrepanzen können in großen Teilen auf die Implementierung bestimmter Controller innerhalb von PLEXE zurückgeführt werden und beleuchten damit potenzielle Bereiche zur Verbesserung von Simulationsumgebungen für eine genauere Bewertung von Angriffen auf Platoonprotokolle. In umfangreiche Tests in verschiedenen Angriffsszenarien zeigt PRIME seine Fähigkeit, die Stabilität des Platoons nach der Erkennung eines Angriffs wiederherzustellen und gibt damit vielversprechende Aussichten zur Verbesserung der Sicherheit von Platoons. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass mit PRIME, in Kombination mit einer schnellen und zuverlässigen Angriffserkennung, alle simulierten Angriffe effektiv abgewehrt werden können und der Angreifer hinreichend isoliert werden kann, um zukünftige Störungen zu verhindern.