COSTA, Caio Yuri da Silva. Diversidade em Replicação Máquina de Estados. 2019. xi, 57 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2019.
Resumo Portugues
A dependabilidade e as propriedades de segurança de um sistema podem ser comprometidas
por uma falha ou por um atacante que explora suas vulnerabilidades, respectivamente.
Uma alternativa para mitigar este risco é a implementação de sistemas tolerantes a
falhas e tolerantes a intrusões, em que as propriedades do sistema são preservadas mesmo
se alguns de seus componentes falharem (e.g., por uma falha de software ou uma falha
do ambiente de execução) ou se forem comprometidos por um ataque bem-sucedido. A
Replicação Máquina de Estados (RME) é amplamente utilizada para implementar esses
sistemas. Na RME, servidores são replicados e requisições de clientes são executadas de
maneira determinística e na mesma ordem por todas as réplicas de maneira que o comportamento
do sistema mantém-se correto mesmo se algumas delas estiverem comprometidas,
já que as réplicas corretas mascaram o mal-comportamento das réplicas com falha. Infelizmente,
as soluções propostas para RME não consideram diversidade na implementação
e todas as réplicas executam o mesmo software. Consequentemente, o mesmo ataque ou
bug de software pode comprometer todo o sistema. Tentando contornar este problema,
este trabalho propõe uma arquitetura para fornecer suporte à diversidade na implementação de serviços seguros utilizando a abordagem RME. Nosso objetivo não é implementar
diferentes versões de uma biblioteca RME para diferentes linguagens de programação, o
que demandaria muitos recursos. Ao invés disso, a arquitetura proposta usa com base
uma biblioteca RME e provê meios de implementar e executar réplicas (aplicações) em
diferentes linguagens de programação. Os principais problemas atacados pela arquitetura
proposta são dois: (1) comunicação entre diferentes linguagens; e (2) representação de dados.
A arquitetura proposta foi integrada à biblioteca RME Bft-SMaRt e um conjunto de experimentos mostra sua viabilidade prática.
Resumo Ingles
The dependability and security properties of a system could be impaired by a system
failure or by an opponent that exploits its vulnerabilities, respectively. An alternative to
mitigate this risk is the implementation of fault- and intrusion-tolerant systems, in which
the system properties are ensured even if some of its components fail (e.g., because a
software bug or a failure in the runtime environment) or are compromised by a successful
attack. State Machine Replication (SMR) is widely used to implement these systems.
In SMR, servers are replicated and client requests are deterministically executed in the
same order by all replicas in a way that the system behavior remains correct even if
some of them are compromised since the correct replicas mask the misbehavior of the
faulty ones. Unfortunately, the proposed solutions for SMR do not consider diversity in
the implementation and all replicas execute the same software. Consequently, the same
attack or software bug could compromise all the system. In order to circumvent this
problem, this work proposes an architecture to allow diversity in the implementation of
dependable and secure services using the SMR approach. The goal is not to implement
different versions of a SMR library for different programming languages, which demands
a lot of resources and is very expensive. Instead, the proposed architecture uses an
underlying SMR library and provides means to implement and execute service replicas
(the application code) in different programming languages. The main problems addressed
by the proposed architecture are twofold: (1) communication among different languages;
and (2) data representation. The proposed architecture was integrated in the SMR library
Bft-SMaRt and a set of experiments showed its practical feasibility.
Unidade academica
Instituto de Ciências Exatas
Departamento
Departamento de Ciência da Computação
Idioma
Português
Tipo de documento
Dissertação
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
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Palavras-chave
Segurança de sistemas||Tolerância a falhas||Replicação Máquina de Estados (RME)||Arquitetura de software
