We develop a framework for finding robust solutions of constraint programs. Our approach is based on the notion of fault tolerance. We formalise this concept within constraint programming, extend it in several dimensions and introduce some algorithms to find robust solutions efficiently. When applying constraint programming to real world problems we often face uncertainty. Whilst reactive methods merely deal with the consequences of an unexpected change, taking a more proactive approach may guarantee a certain level of robustness. We propose to apply the fault tolerance framework, introduced in [Ginsberg 98], to constraint programming: A robust solution is one such that a small perturbation only requires a small response. We identify, define and classify a number of abstract problems related to stability within constraint satisfaction or optimisation. We propose some efficient and effective algorithms for solving these problems. We then extend this framework by allowing the repairs and perturbations themselves to be constrained. Finally, we assess the practicality of this framework on constraint satisfaction and scheduling problems.

We develop a framework for finding robust solutions of constraint programs. Our approach is based on the notion of fault tolerance. We formalise this concept within constraint programming, extend it in several dimensions and introduce some algorithms to find robust solutions efficiently. When applying constraint programming to real world problems we often face uncertainty. Whilst reactive methods merely deal with the consequences of an unexpected change, taking a more proactive approach may guarantee a certain level of robustness. We propose to apply the fault tolerance framework, introduced in [Ginsberg 98], to constraint programming: A robust solution is one such that a small perturbation only requires a small response. We identify, define and classify a number of abstract problems related to stability within constraint satisfaction or optimisation. We propose some efficient and effective algorithms for solving these problems. We then extend this framework by allowing the repairs and perturbations themselves to be constrained. Finally, we assess the practicality of this framework on constraint satisfaction and scheduling problems.

Orientador: Cecilia Mary Fischer Rubira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T07:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaFilho_FernandoJoseCastorde_D.pdf: 5063998 bytes, checksum: 8bfec9185fab14cb08c2a8b2ce7391a9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Mecanismos de tratamento de exceções foram concebidos com o intuito de facilitar o gerenciamento da complexidade de sistemas de software tolerantes a falhas. Eles promovem uma separação textual explícita entre o código normal e o código que lida com situações anormais, afim de dar suporte a construção de programas que são mais concisos fáceis de evoluir e confáveis. Diversas linguagens de programação modernas e a maioria dos modelos de componentes implementam mecanismos de tratamento de exceções. Apesar de seus muitos benefícios, tratamento de exceções pode ser a fonte de diversas falhas de projeto se usado de maneira indisciplinada. Estudos recentes mostram que desenvolvedores de sistemas de grande escala baseados em infra-estruturas de componentes têm hábitos, no tocante ao uso de tratamento de exceções, que tornam suas aplicações vulneráveis a falhas e difíceis de se manter. Componentes de software criam novos desafios com os quais mecanismos de tratamento de exceções tradicionais não lidam, o que aumenta a probabilidade de que problemas ocorram. Alguns exemplos são indisponibilidade de código fonte e incompatibilidades arquiteturais. Neste trabalho propomos duas técnicas complementares centradas em tratamento de exceções para a construção de sistemas tolerantes a falhas baseados em componentes. Ambas têm ênfase na estrutura do sistema como um meio para se reduzir o impacto de mecanismos de tolerância a falhas em sua complexidade total e o número de falhas de projeto decorrentes dessa complexidade. A primeira é uma abordagem para o projeto arquitetural dos mecanismos de recuperação de erros de um sistema. Ela trata do problema de verificar se uma arquitetura de software satisfaz certas propriedades relativas ao fluxo de exceções entre componentes arquiteturais, por exemplo, se todas as exceções lançadas no nível arquitetural são tratadas. A abordagem proposta lança de diversas ferramentas existentes para automatizar ao máximo esse processo. A segunda consiste em aplicar programação orientada a aspectos (AOP) afim de melhorar a modularização de código de tratamento de exceções. Conduzimos um estudo aprofundado com o objetivo de melhorar o entendimento geral sobre o efeitos de AOP no código de tratamento de exceções e identificar as situações onde seu uso é vantajoso e onde não é / Abstract: Exception handling mechanisms were conceived as a means to help managing the complexity of fault-tolerant software. They promote an explicit textual separation between normal code and the code that deals with abnormal situations, in order to support the construction of programs that are more concise, evolvable, and reliable. Several mainstream programming languages and most of the existing component models implement exception handling mechanisms. In spite of its many bene?ts, exception handling can be a source of many design faults if used in an ad hoc fashion. Recent studies show that developers of large-scale software systems based on component infrastructures have habits concerning the use of exception handling that make applications vulnerable to faults and hard to maintain. Software components introduce new challenges which are not addressed by traditional exception handling mechanisms and increase the chances of problems occurring. Examples include unavailability of source code and architectural mismatches. In this work, we propose two complementary techniques centered on exception handling for the construction of fault-tolerant component-based systems. Both of them emphasize system structure as a means to reduce the impactof fault tolerance mechanisms on the overall complexity of a software system and the number of design faults that stem from complexity. The ?rst one is an approach for the architectural design of a system?s error handling capabilities. It addresses the problem of verifying whether a software architecture satis?es certain properties of interest pertaining the ?ow of exceptions between architectural components, e.g., if all the exceptions signaled at the architectural level are eventually handled. The proposed approach is based on a set of existing tools that automate this process as much as possible. The second one consists in applying aspect-oriented programming (AOP) to better modularize exception handling code. We have conducted a through study aimed at improving our understanding of the efects of AOP on exception handling code and identifying the situations where its use is advantageous and the ones where it is not / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Eliane Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:17:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PalmaSalas_MarceloInvert_M.pdf: 1721846 bytes, checksum: a5c6a8727658455a92eade9c6c09e948 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Devido a sua natureza distribuída e aberta, os Web Services geram novos desafios de segurança da informação. Esta tecnologia Web, desenvolvida pela W3C e OASIS, é susceptível a ataques de injeção e negação de serviços. Desta forma, o atacante pode coletar e manipular informação para procurar vulnerabilidades nos serviços. Nesse estudo analisamos o uso do injetor de falhas (IF) WSInject, para emular ataques com testes de segurança nos Web Services. A motivação para o uso de um injetor de falhas, ao invés do uso de vulnerabilities scanners, que são comumente usados na prática para testar a segurança, foi permitir melhor cobertura dos ataques. Em um estudo preliminar, usando um vulnerability scanner não comercial, foi possível determinar: (i) os serviços, bem como seus parâmetros e suas operações que seriam mais interessantes de utilizar durante a injeção de falhas, por terem sido os que apresentaram maior número de vulnerabilidades; (ii) um conjunto de regras para analisar os resultados dos testes de segurança. Esses resultados preliminares serviram de guia para os testes usando o injetor de falhas. As falhas foram injetadas em Web Services reais, sendo que alguns implementaram mecanismos de segurança de acordo com o padrão Web Services Security (WS-Security), como credenciais de segurança (Security Tokens) / Abstract: Due to its distributed and open nature, the Web Services give rise to new information security challenges. This technology, standardized by W3C and OASIS, is susceptible to both injection and denial of services (DoS) attacks. In this way, the attacker can collect and manipulate information in search of Web Services vulnerabilities. In this study we analyses the use of the WSInject fault injector, in order to emulate attacks with security tests on Web Services. The proposed approach makes use of WSInject Fault Injector to emulate attacks with Security Testing on Web Services. The motivation for using a fault injector, instead of vulnerabilities scanners, which are commonly used in practice for security testing, was to enable better coverage of attacks. In a preliminary study, using a non-commercial vulnerability scanner, it was possible to determine: (i) the Web Services to be tested as well as its parameters and operations more interesting to use during fault injection, by presenting the highest number of vulnerabilities; and (ii) a set of rules to analyze the results of security testing. These preliminary results served as a guide for the tests using the fault injector. The faults have been injected into real Web Services, and some of them have security mechanisms implemented, in compliance with the Web Services Security (WS-Security) with Security Tokens / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação