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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Dimensão Institucional: Pesquisa

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Projeto de Pesquisa

Título: ATRIBUTOS DE SEGURANÇA EM SISTEMAS DISTRIBUÍDOS COMPLEXOS E DINÂMICOS

Ano: 2015

Coordenador
  • JONI DA SILVA FRAGA
Participante
  • JONI DA SILVA FRAGA (D)

Conteúdo

Os objetos de pesquisas que são descritos em li...os objetos de pesquisas que são descritos em linhas importantes deste projeto envolvem a definição de novos modelos de arquiteturas distribuídas e de algoritmos que permitam a execução de aplicações em sistemas distribuídos dinâmicos em larga escala. as pesquisas aqui descritas buscam encontrar soluções que atendam aos requisitos de segurança e de confiabilidade das aplicações, provendo uma série de atributos determinantes para o correto funcionamento sistemas, mesmo diante da ocorrência de falhas e intrusões. inicialmente concentraremos nossos esforços na busca de soluções que aumentem a confiabilidade de aplicações através da técnica de replicação máquina de estados (rme) em sistemas distribuídos dinâmicos, i.e., estas soluções devem permitir que processos que implementam uma rme possam entrar e sair do sistema através de reconfigurações. qualquer aplicação pode ser replicada através da técnica de replicação máquina de estados, de forma que a mesma mantenha suas propriedades mesmo que parte de suas réplicas falhem ou ainda sejam corrompidas por intrusões. portanto, essa técnica é classificada como fundamental na construção de sistemas distribuídos. a descrição dessa técnica é dada a seguir, juntamente com os desafios onde pretendemos concentrar nossas ações: - replicação máquina de estados: também chamada de rme, é a abordagem mais abrangente e também a mais usada na implementação de sistemas tolerantes a faltas, tanto por parada [schneider1990] quanto bizantinas [castro2002]. essa abordagem consiste em replicar os servidores e coordenar as interações entre os clientes e as réplicas dos servidores, com o intuito de que as várias réplicas apresentem a mesma evolução em seus estados. pretendemos em nossos trabalhos explorar formas de reconfigurar uma replicação máquina de estados no sentido de adaptar a mesma a mudanças de composição proporcionadas pelos sistemas dinâmicos. para isso, devemos utilizar as próprias propriedades da rme na definição da nova configuração do sistema. o objetivo será prover interfaces para que o sistema possa sofrer reconfigurações através da entrada e saída de réplicas que implementam a rme. os protocolos projetados serão integrados ao bft-smart [bft-smart2014], que representa uma implementação de uma replicação máquina de estados que tolera falhas bizantinas. apesar da técnica de replicação máquina de estados ser a mais abrangente e a mais utilizada na coordenação de réplicas e manutenção de consistência de aplicações na presença de falhas e intrusões, a utilização direta dessa estratégia para um grande número de nós (larga escala) não é viável: os protocolos para resolver o consenso, necessário na implementação dessa técnica (como [castro2002]), requerem um número de troca de mensagens de ordem quadrática em relação ao número de nós (réplicas), ou seja, não são apropriados para sistemas com grande número de participantes. assim sendo, esta linha de trabalho da nossa proposta é a aplicação de técnicas de rme em redes p2p, de forma a prover uma infraestrutura que tenha a consistência garantida pela rme e a possibilidade de escala das redes p2p, conforme descrevemos na sequência: - segmentação de replicação máquina de estados em um overlay p2p: em sistemas grandes, compostos de muitos participantes, é comum a utilização da estratégia de dividir os componentes em grupos de tamanho gerenciável e prover algum mecanismo de coordenação intergrupos. dessa forma, a infraestrutura proposta nesse trabalho deve dividir um overlay p2p em grupos denominados de segmentos e aplicar a rme em cada segmento, de forma que o sistema como um todo possa ser visto como um conjunto de rmes, i.e., uma rme por segmento. nesta parte do projeto, o desafio principal enfrentado consiste em dar suporte ao dinamismo das redes p2p, permitindo a entrada e saída de nós durante a execução. assim, a segmentação gera grupos reconfiguráveis dinamicamente e coordenados entre si para garantir que o estado da aplicação continue disponível ao longo de toda a execução. para isso, deveremos utilizar os protocolos para reconfiguração de uma rme que também serão objetos de estudos neste projeto. finalmente, considerando os aspectos de reconfiguração das rmes e a segmentação em overlays, a infraestrutura acima descrita será definida através de um conjunto de operações que permitirão a construção de qualquer aplicação utilizando um modelo de programação baseado em memória compartilhada distribuída. para isso, utilizaremos a abordagem de memória compartilhada através de espaços de tuplas, conforme descrito a seguir: - memória compartilhada sobre a segmentação de um overlay p2p: conforme já mencionado, utilizaremos a abordagem de espaço de tuplas para prover memória compartilhada sobre a segmentação acima descrita. um espaço de tuplas pode ser visto (conceitualmente) como um objeto de memória compartilhada que fornece operações para armazenar e recuperar conjuntos de dados ordenados chamados de tuplas. sendo assim, os processos de um sistema distribuído podem interagir através desta abstração de memória compartilhada. nesta parte do projeto, buscaremos desenvolver protocolos para suportar um espaço de tuplas sobre um overlay p2p segmentado, sendo que a consistência nos dados deve ser garantida pelas rmes que executam em cada segmento. o espaço de tuplas fornece uma abstração interessante para coordenação em redes p2p, pois a larga escala e o alto dinamismo dificultam a comunicação ponto a ponto tradicional por trocas de mensagens. os problemas acima descritos definem a necessidade do desenvolvimento de protocolos para suportar aplicações em ambientes dinâmicos e de larga escala, os quais apresentam novos desafios no projeto de algoritmos para aplicações distribuídas. nesses ambientes, a tarefa de garantir as propriedades das aplicações, tanto propriedades relacionadas com a segurança do sistema quanto com a terminação das computações, é ainda mais complicada quando se compara com um ambiente estático. portanto, sistemas distribuídos dinâmicos de larga escala despertam especial interesse como área de pesquisa devido aos vários desafios inerentes ao projeto e operação de suas aplicações. a segurança e a confiabilidade das aplicações se enquadram nestes desafios.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.74179

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
2,72% 5,00% 4,57% 3,99% 3,41% 5,38% 6,53% 6,45% 20,09% 3,38% 13,58% 4,09% 3,52% 5,00% 5,62% 6,67%
ODS Predominates
ODS 9
ODS 1

2,72%

ODS 2

5,00%

ODS 3

4,57%

ODS 4

3,99%

ODS 5

3,41%

ODS 6

5,38%

ODS 7

6,53%

ODS 8

6,45%

ODS 9

20,09%

ODS 10

3,38%

ODS 11

13,58%

ODS 12

4,09%

ODS 13

3,52%

ODS 14

5,00%

ODS 15

5,62%

ODS 16

6,67%