ISO 21177:2023

NORME ISO
INTERNATIONALE 21177
Première édition
2023-04
Systèmes de transport intelligents —
Services de sécurité des stations
ITS pour l’établissement et
l’authentification des sessions
sécurisées entre dispositifs de
confiance
Intelligent transport systems — ITS station security services for
secure session establishment and authentication between trusted
devices
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos . vi
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations .2
5 Vue d’ensemble .4
5.1 Description générale, relations avec la sécurité de la couche transport (TLS) et
relations avec les spécifications des applications . 4
5.2 Objectifs . 5
5.3 Architecture et entités fonctionnelles . 6
5.4 Pointeurs d’éléments cryptographiques . 11
5.5 État et ID de session . 11
5.6 Contrôle d’accès et état d’autorisation .12
5.7 Non-répudiation au niveau de l’application . 13
5.8 Conventions applicables aux primitives de service . 13
6 Flux de processus et diagrammes séquentiels .14
6.1 Généralités . 14
6.2 Vue d’ensemble des flux de processus . 14
6.3 Conventions applicables aux diagrammes séquentiels . 14
6.4 Configuration . 15
6.5 Ouverture de session . 17
6.6 Envoi des données .20
6.7 Envoi de la PDU de contrôle d’accès . 23
6.8 Réception de la PDU . 24
6.9 Extension de session . 29
6.9.1 Objectifs . 29
6.9.2 Traitement .30
6.10 Courtage de connexions sécurisées .30
6.10.1 Objectifs .30
6.10.2 Prérequis . 31
6.10.3 Vue d’ensemble . 31
6.10.4 Spécifications détaillées . 32
6.11 Fin de session forcée. 41
6.12 Clôture de session au niveau de la couche session . 43
6.13 Désactivation .44
6.14 Exemple de session sécurisée . 45
7 Sous-système de sécurité: interfaces et types de données .46
7.1 Généralités .46
7.2 État et politique de contrôle d’accès . 47
7.3 Authentification renforcée .48
7.3.1 Définition et états possibles .48
7.3.2 États pour l’authentification renforcée du rôle de propriétaire .49
7.3.3 État pour l’authentification renforcée du rôle d’accesseur .50
7.3.4 Utilisation par le contrôle d’accès .50
7.3.5 Méthodes permettant de fournir une authentification renforcée . 51
7.3.6 Authentification renforcée avec SPAKE2 . 51
7.4 Authentification étendue . 52
7.5 Requête d’informations sur la gestion de la sécurité . 53
7.5.1 Fondement logique . 53
7.5.2 Généralités .54
7.6 Types de données .54
iii
7.6.1 Généralités .54
7.6.2 Importations . 55
7.6.3 Types de données «facilitateurs » . 55
7.6.4 Iso21177AccessControlPdu . 55
7.6.5 AccessControlResult .56
7.6.6 ExtendedAuthPdu .56
7.6.7 ExtendedAuthRequest . 57
7.6.8 InnerExtendedAuthRequest . 57
7.6.9 AtomicExtendedAuthRequest . 57
7.6.10 ExtendedAuthResponse .58
7.6.11 ExtendedAuthResponsePayload .58
7.6.12 EnhancedAuthPdu .58
7.6.13 SpakeRequest . 59
7.6.14 SpakeResponse . 59
7.6.15 SpakeRequesterResponse . 59
7.6.16 SecurityMgmtInfoPdu . 59
7.6.17 SecurityMgmtInfoRequest . 59
7.6.18 EtsiCrlRequest .60
7.6.19 CertChainRequest .60
7.6.20 SecurityMgmtInfoResponse.60
7.6.21 SecurityMgmtInfoErrorResponse . 61
7.6.22 EtsiCrlResponse . 61
7.6.23 EtsiCtlResponse . . . 61
7.6.24 IeeeCrlResponse . 61
7.6.25 CertChainResponse . . 61
7.6.26 SessionExtensionPdu . 62
7.7 Interface App-Sec .63
7.7.1 App-Sec-Configure.request .63
7.7.2 App-Sec-Configure.confirm .65
7.7.3 App-Sec-StartSession.indication .65
7.7.4 App-Sec-Data.request.65
7.7.5 App-Sec-Data.confirm .66
7.7.6 App-Sec-Incoming.request .66
7.7.7 App-Sec-Incoming.confirm. 67
7.7.8 App-Sec-EndSession.request .68
7.7.9 App-Sec-EndSession.indication .68
7.7.10 App-Sec-Deactivate.request . 69
7.7.11 App-Sec-Deactivate.confirm . 69
7.7.12 App-Sec-Deactivate.indication . 70
7.8 Interface interne du sous-système de sécurité. 70
7.8.1 Généralités . 70
7.8.2 Sec-AuthState.request . 70
7.8.3 Sec-AuthState.confirm . 71
8 Couche d’adaptation: interfaces et types de données .72
8.1 Généralités .72
8.2 Types de données .73
8.2.1 Généralités .73
8.2.2 Iso21177AdaptorLayerPDU .73
8.2.3 Apdu .74
8.2.4 AccessControl .74
8.2.5 TlsClientMsg1 . . .74
8.2.6 TlsServerMsg1 .74
8.3 Interface App-AL .74
8.3.1 App-AL-Data.request .74
8.3.2 App-AL-Data.confirm .75
8.3.3 App-AL-Data.indication . . .75
8.3.4 App-AL-EnableProxy.request . 76
8.4 Interface Sec-AL . 78
iv
8.4.1 Sec-AL-AccessControl.request . 78
8.4.2 Sec-AL-AccessControl.confirm. 78
8.4.3 Sec-AL-AccessControl.indication . 78
8.4.4 Sec-AL-EndSession.request . 79
8.4.5 Sec-AL-EndSession.confirm. 79
9 Services de session sécurisée .79
9.1 Généralités . 79
9.2 Interfaces App-Sess .80
9.2.1 App-Sess-EnableProxy.request .80
9.3 Interface Sec-Sess . .80
9.3.1 Sec-Sess-Configure.request .80
9.3.2 Sec-Sess-Configure.confirm .83
9.3.3 Sec-Sess-Start.indication.83
9.3.4 Sec-Sess-EndSession.indication .83
9.3.5 Sec-Sess-Deactivate.request .84
9.3.6 Sec-Sess-Deactivate.confirm .84
9.4 Interface AL-Sess .84
9.4.1 AL-Sess-Data.request .84
9.4.2 AL-Sess-Data.confirm .85
9.4.3 AL-Sess-Data.indication .85
9.4.4 AL-Sess-EndSession.request .86
9.4.5 AL-Sess-EndSession.confirm .86
9.4.6 AL-Sess-ClientHelloProxy.request .86
9.4.7 AL-Sess-ClientHelloProxy.indication .87
9.4.8 AL-Sess-ServerHelloProxy.request .88
9.4.9 AL-Sess-ServerHelloProxy.indication .88
9.5 Mécanismes autorisés .89
9.5.1 TLS 1.3 .89
9.5.2 DTLS 1.3 .90
Annexe A (informative) Scénarios d’utilisation .91
Annexe B (normative) Module ASN.1 .99
Annexe C (normative) Type fonctionnel de PDU d’extension de session. 100
Annexe D (normative) Autorisation du propriétaire. 101
Bibliographie . 105
v
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 204, Systèmes de transport intelligents,
en collaboration avec le comité technique CEN/TC 278, Systèmes de transport intelligents, du Comité
européen de normalisation (CEN), conformément à l'accord de coopération technique entre l'ISO et le
CEN (accord de Vienne).
Cette première édition de l'ISO 21177 annule et remplace l'ISO/TS 21177:2019, qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les propositions de modification présentées dans l'ISO/TR 21186-3:2021 ont été incorporées, y
compris:
— ajout de la fonctionnalité de demande de CRL;
— ajout de la fonctionnalité d’extension de session;
— des améliorations rédactionnelles ont été apportées afin d'améliorer la lisibilité et la clarté,
notamment:
— révision de la Figure 7, renumérotée en Figure 8;
— insertion d’une nouvelle Figure 7.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
vi
Introduction
Le présent document spécifie les services de sécurité des stations ITS qui assurent l’authenticité de
la source ainsi que la confidentialité et l’intégrité des activités des applications se déroulant entre
dispositifs de confiance. Les deux dispositifs participant à un échange de données établissent une
session cryptographiquement sécurisée; dans le cadre de l’établissement de cette session, chaque
dispositif [ou, plus précisément, chaque entité finale (EE), qui est une application sur le dispositif]
reçoit un ou plusieurs certificats numériques cryptographiquement liés à l’autre EE et contenant des
déclarations, faites par un tiers de confiance, sur les capacités, les propriétés et les permissions de l’EE.
Cela permet à chaque EE de s’assurer des propriétés de l’autre EE dans la session, et donc à chaque EE
de prendre des décisions de confiance et de contrôle d’accès concernant les données auxquelles l’autre
EE peut accéder, les commandes que l’autre EE peut exécuter, les états que l’autre EE peut modifier et
d’autres types d’accès que l’autre EE peut demander. En d’autres termes, les deux EE établissent une
relation de confiance dans laquelle chacune a obtenu la confiance de l’autre pour effectuer des actions
spécifiques, sans qu’une EE doive autoriser l’autre à avoir un accès arbitraire.
Les mécanismes spécifiés dans le présent document permettent à chaque EE d’établir des faits de
confiance sur l’autre EE. Pour que ces mécanismes puissent être utilisés, la spécification de l’EE doit
inclure une politique de contrôle d’accès, indiquant quelles propriétés doivent être connues comme
étant vraies sur l’autre EE pour que cette dernière soit autorisée à effectuer des actions particulières.
En d’autres termes, le présent document fournit un moyen d’obtenir des informations pertinentes en
matière de sécurité, mais l’utilisation de ces informations doit être précisée dans la spécification de
l’EE.
La Figure 1 illustre la relation de confiance entre deux dispositifs. Deux dispositifs coopèrent dans le
cadre d’une relation de confiance, c’est-à-dire qu’ils échangent des informations avec une protection
bidirectionnelle explicite facultative.
Figure 1 — Interconnexion des dispositifs de confiance
Selon l’ISO 21217, une unité de station ITS (ITS-SU), c’est-à-dire la mise en œuvre physique de la
fonctionnalité de la station ITS (ITS-S), est un dispositif de confiance, et une ITS-SU peut être composée
d’unités de communication de station ITS (ITS-SCUs) interconnectées par le réseau interne à une station
ITS. Ainsi, une ITS-SCU est la plus petite entité physique d’une ITS-SU désignée comme un dispositif de
confiance.
[16]
NOTE 1 L’ISO 21217 couvre entièrement la fonctionnalité de l’EN 302 665, qui précède l’ISO 21217.
NOTE 2 Une ITS-SU peut être composée d’ITS-SCU de différents fournisseurs, chaque ITS-SCU étant liée à un
centre de configuration et de gestion d’ITS-SCU différent, spécifié dans les normes ISO 24102-2 et ISO 17419.
Les communications de gestion interne à la station entre les ITS-SCU d’une même ITS-SU sont spécifiées dans
l’ISO 24102-4. La réglementation européenne relative aux C-ITS désigne le «centre de configuration et de gestion
d’ITS-SCU» sous l’appellation «exploitant de station STIC», c’est-à-dire l’entité responsable de l’exploitation d’une
station C-ITS. Cet exploitant peut être responsable de l’exploitation d’une seule station C-ITS (fixe ou mobile), ou
d’une infrastructure C-ITS composée de plusieurs stations C-ITS fixes ou de plusieurs stations ITS mobiles.
Quatre contextes de mise en œuvre des nœuds de communication dans les réseaux de communication
des ITS sont identifiés dans l’architecture des stations et des communications ITS de l’ISO 21217, chacun
étant composé d’ITS-SUs assumant un rôle particulier: personnelle, embarquée, routière ou centrale.
Ces ITS-SU sont des nœuds de communication sécurisés par les ITS, conformément à l’ISO 21217, qui
participent à une grande variété de services ITS liés, par exemple, au développement durable, à la
vii
sécurité routière et à l’efficacité des transports. Voir également la Figure 2, la Figure 3, la Figure 4 et la
Figure 5.
Au cours de la dernière décennie, sont apparus des services ITS nécessitant un accès sécurisé aux
données des réseaux de capteurs et de contrôle (SCN), par exemple, des réseaux embarqués (IVN) et
des réseaux routiers d’infrastructure (IRN), dont certains nécessitent un accès local sécurisé à des
informations périssables; voir la Figure 2 et la Figure 3.
Figure 2 — Exemple d’une ITS-SU routière connectée à un IRN propriétaire
Figure 3 — Exemple d’une ITS-SU embarquée connectée à un IVN propriétaire
viii
Figure 4 — Interconnexion des ITS-SCU dans une ITS-SU
Figure 5 — Interconnexion des ITS-SU
En appliquant les moyens de sécurité de base spécifiés dans le présent document, les ITS-SUs peuvent
établir des sessions d’application sécurisées. L’établissement de sessions nécessite une connaissance
préalable d’un partenaire de session ou peut intervenir au moyen d’une annonce de service spécifiée
dans l’ISO 22418. En outre, la diffusion de messages est sécurisée par des moyens d’authentification de
l’expéditeur de tels messages, applicables au message d’avertissement de service (SAM) spécifié dans
l’ISO 16460 et utilisé dans l’ISO 22418. De plus, d’autres moyens de sécurité peuvent être appliqués, par
exemple le chiffrement des messages.
Une autre relation de confiance dans le domaine des ITS se déroule entre une ITS-SU composée d’une ou
plusieurs ITS-SCU et un réseau de capteurs et de contrôle (SCN). La confiance est obtenue en appliquant
des moyens de sécurité dans une interface comme le montre la Figure 6 selon les modalités détaillées
dans le présent document.
Figure 6 — Interface entre l’ITS-SU et le réseau de capteurs et de contrôle
L’interface présentée à la Figure 6 peut être un dispositif autonome, ou être intégrée à l’ITS-SU, ou
encore faire partie du SCN. Les «réseaux embarqués» (IVN) et les «réseaux routiers d’infrastructure»
(IRN) sont des exemples de SCN.
ix
Les cas d’utilisation connexes de ces services ITS ont été largement dérivés des exigences réglementaires
et des besoins opérationnels des ITS, et comprennent:
— un accès sécurisé en temps réel aux données périssables liées au véhicule pour les applications
de sécurité des personnes et des biens, comme la prévention des collisions, le freinage d’urgence
électronique et la détermination des événements;
— un accès local sécurisé à des données détaillées en temps réel pour des applications d’efficacité
(gestion du trafic), par exemple, l’interaction aux intersections, la prévention des embouteillages et
les priorités dynamiques;
— la protection des données privées, par exemple, en conformité avec le «Règlement général sur la
[18]
protection des données» (RGPD) européen;
— un accès local à des données certifiées en temps réel pour des applications de développement durable,
par exemple, des zones d’émission dynamiques (zones contrôlées telles qu’elles sont actuellement
normalisées par le CEN/TC 278), des priorités aux intersections basées sur les émissions, et des
réglages interactifs optimaux des véhicules pour minimiser la consommation de carburant.
De nombreux cas d’utilisation des services ITS ont été identifiés pour lesquels l’échange en temps réel
d’informations périssables entre des ITS-SUs proches les unes des autres est essentiel, et ce nombre est
appelé à croître (voir l’architecture nationale de référence ITS des États-Unis). Il est essentiel qu’en fin
de compte, toutes les ITS-SUs d’une zone donnée puissent participer à ces services distribués. Il faut
donc que les ITS-SU embarquées aient un accès en temps réel aux données des véhicules et que les ITS-
SUs routières aient un accès en temps réel aux données des infrastructures. Toutes les ITS-SUs doivent
être capables d’effectuer des mises à jour sécurisées des logiciels.
Selon l’ISO 21217, l’ITS-SCU d’une ITS-SU peut communiquer avec des dispositifs qui, au sens strict, ne
sont pas conformes à l’architecture spécifiée par l’ISO 21217. Toutefois, pour que les communications
soient reconnues dignes de confiance, un niveau minimum de mesures de sécurité doit être partagé
entre une ITS-SCU et un tel dispositif externe. Un nœud Internet ou un nœud dans un réseau de
capteurs et de contrôle sont des exemples de tels dispositifs externes. Le présent document suppose
que les processus d’application ITS-S fonctionnant sur des ITS-SU reçoivent des certificats délivrés
par une autorité de certification (CA), et que la CA est un tiers de confiance dans le sens où, avant de
délivrer le certificat au processus d’application ITS-S, elle s’assure que l’ITS-SU sur laquelle réside le
processus d’application ITS-S satisfait aux exigences de sécurité minimales pour cette application. Cela
permet aux processus d’application ITS-S homologues qui constatent qu’un processus d’application
ITS-S possède un certificat valide de s’assurer dans une certaine mesure que le processus d’application
ITS-S est effectivement sécurisé et digne de confiance.
L’objet du présent document est donc triple.
1) Spécification des services de sécurité des stations ITS pour établir la confiance entre les processus
d’application ITS-S exécutés sur différentes ITS-SCU d’une même ITS-SU, c’est-à-dire établir une
plateforme de traitement de confiance, en tenant compte également de la confiance à l’intérieur
d’une ITS-SCU:
— protection des applications contre les actions d’autres applications;
— protection des informations partagées;
— protection des ressources de traitement partagées, telles que les logiciels et le matériel de
communication, avec notamment des méthodes de hiérarchisation et de restriction d’accès.
2) Spécification des services de sécurité des stations ITS pour établir la confiance entre les processus
d’application ITS-S exécutés sur une même ITS-SU.
3) Extension de ces services de sécurité ITS pour établir la confiance entre une ITS-SCU et des
dispositifs faisant partie d’un réseau de capteurs et de contrôle.
x
Ces services de sécurité comprennent, par exemple, les fonctions de sécurité de base de:
a) l’authentification et l’autorisation;
b) la confidentialité et le respect de la vie privée;
c) l’intégrité des données;
d) la non-répudiation.
Les tâches liées aux communications sont:
e) l’établissement de sessions sécurisées pour les communications bidirectionnelles, par exemple
basée sur l’avertissement de service spécifié par l’ISO 22418;
f) l’authentification d’un expéditeur de messages radiodiffusés, par exemple CAM, DENM, BSM, SPaT,
MAP, FSAM, WSA, etc.;
g) le chiffrement de messages.
NOTE 3 Les tâches f) et g) ci-dessus relatives aux communications sont déjà spécifiées dans d’autres normes,
voir l’IEEE 1609.2 et plusieurs normes connexes de l’ETSI, par exemple.
L’Organisation Internationale de Normalisation (ISO) attire l’attention sur le fait qu’il est déclaré que la
conformité avec les dispositions du présent document peut impliquer l’utilisation d'un Brevet.
L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à la portée de ces droits de propriété.
Le détenteur de ces droits de propriété intellectuelle a donné l'assurance à l'ISO qu'il consent à négocier
des licences avec des demandeurs du monde entier, à des termes et conditions raisonnables et non
discriminatoires. À ce propos, la déclaration du Détenteur des droits de propriété est enregistrée
à l'ISO. Des informations sont indiquées dans la base des données des Brevets, disponible sur
www.iso.org/patents.
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété autres que ceux dans la base des données des Brevets. L'ISO ne saurait être tenue
pour responsable de l'identification de ces droits de propriété en tout ou partie.
xi
NORME INTERNATIONALE ISO 21177:2023(F)
Systèmes de transport intelligents — Services de sécurité
des stations ITS pour l’établissement et l’authentification
des sessions sécurisées entre dispositifs de confiance
1 Domaine d’application
Le présent document contient les spécifications d’un ensemble de services de sécurité des stations ITS
nécessaires pour garantir l’authenticité de la source et l’intégrité des informations échangées entre des
entités de confiance, c’est-à-dire:
— entre des dispositifs exploités en tant qu’entités délimitées gérées de manière sécurisée, c’est-à-
dire les «unités de communication de station ITS» (ITS-SCU) et les «unités de station ITS» (ITS-SU)
comme spécifiées dans l’ISO 21217; et
— entre les ITS-SUs (composées d’une ou plusieurs ITS-SCUs) et les entités de confiance externes telles
que les réseaux de capteurs et de contrôle.
Ces services comprennent l’authentification et l’établissement de sessions sécurisées, nécessaires pour
échanger des informations dans le cadre d’une relation de confiance et de manière sécurisée.
Ces services sont essentiels pour de nombreux services et applications de systèmes de transport
intelligents (ITS), notamment les applications de sécurité revêtant un caractère d’urgence, la conduite
automatisée, la gestion à distance des stations ITS (ISO 24102-2), et les services routiers liés aux
infrastructures.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ETSI TS 1
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