Em nosso mundo altamente conectado, novas tecnologias provêm contínuas mudanças na velocidade e eficiência das redes de telecomunicações e de transporte. Muitas dessas tecnologias são originárias de pesquisas em problemas de otimização em redes aplicadas a diferentes áreas. Nesta tese, investigamos três problemas de otimização combinatória que podem ser abordados como estruturas de redes. Primeiramente, são abordados problemas de engenharia de tráfego em redes de transporte. O objetivo principal é investigar os efeitos de alterar o custo de um subconjunto de arcos da rede, considerando que os clientes desta rede agem com um comportamento bem definido. O objetivo é controlar o fluxo na rede de modo a obter uma melhor distribuição do fluxo, minimizando o congestionamento ou maximizando o fluxo em um subconjunto de arestas. No primeiro problema considerase instalar um número fixo de postos de pedágios e definir os valores das tarifas para minimizar o tempo médio de viagem dos usuários. No segundo problema abordado, o objetivo é definir os valores das tarifas para maximizar a receita arrecadada nos arcos com pedágios. Em ambos os problemas, os usuários escolhem as rotas com base nos caminhos de menor custo da origem para o destino. Em redes de telecomunicações, um problema de alocação sujeito às condições da rede é considerado. O objetivo é alocar um conjunto de recursos, minimizando o custo de comunicação. Uma aplicação de computação em nuvem é considerada, onde os recursos são máquinas virtuais que devem ser alocadas em um conjunto de centros de dados. Condições da rede como largura de banda e latência são consideradas de modo a garantir a qualidade dos serviços. Para todos estes problemas, os modelos matemáticos são apresentados e avaliados usando um solver comercial de propósito geral como um método exato. Além disso, abordagens heurísticas são propostas, incluindo uma classe de algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas (BRKGA). Resultados experimentais demonstram o bom desempenho das abordagens heurísticas propostas, mostrando que o BRKGA é uma ferramenta eficiente para resolver diferentes tipos de problemas de otimização combinatória, especialmente sobre estruturas de rede. / In our highly connected world, new technologies provide continuous changes in the speed and efficiency of telecommunication and transportation networks. Many of these technologies come from research on network optimization problems with applications in different areas. In this thesis, we investigate three combinatorial optimization problems that arise from optimization on networks. First, traffic engineering problems in transportation networks are addressed. The main objective is to investigate the effects of changing the cost of some links in the network regarding some well-defined user behavior. The goal is to control the flow in the network and seek a better flow distribution over the network and then minimize the traffic congestion or maximize the flow on a subset of links over network conditions. The first problem considered is to install a fixed number of tollbooths and define the values of tariffs to minimize the average user travel time. The second problem considered is to define the values of tariffs to maximize the revenue collected in the tolled arcs. In both problems, users choose the routes based on the least cost paths from source to destination. From telecommunication networks, a placement problem subjected to network conditions is considered. The main objective is to place a set of resources minimizing the communication cost. An application from cloud computing is considered, where the resources are virtual machines that should be placed in a set of data centers. Network conditions, such as bandwidth and latency, are considered in order to ensure the service quality. For all these problems, mathematical models are presented and evaluated using a general-purpose commercial solver as an exact method. Furthermore, new heuristics approaches are proposed, including some based on biased random-key genetic algorithm (BRKGA). Experimental results demonstrate the good performance of the proposed heuristic approaches, showing that BRKGA is an efficient tool for solving different kinds of combinatorial optimization problems, especially over network structures.

Criação musical é considerada uma atividade individual realizada por músicos. Desde que a música tem servido como motivação natural para formação de comunidades, novas modalidades tem sido criadas por meio do uso da tecnologia e uma potencial convergência de atividades sociais e a criação musical é campo denominado Networked Music (música em rede), que permite que pessoas explorem as implicações da interconexão de seus computadores e compartilhem experiências musicais como atividades sociais através da música. Esta tese assume que um ambiente de música em rede, se projetado especificamente para isso, pode estimular formas sociais de criação musical, mesmo para usuários leigos em música - pessoas que não possuem conhecimento musical. O objetivo desta tese é investigar como a tecnologia musical pode proporcionar suporte adequado para criação musical e discutir como é possível eliminar obstáculos naturais para esta atividade, bem como definir requisitos orientados especificamente para leigos em música. Como resultado principal e ambiente para teste desta pesquisa, apresentar CODES (Cooperative Music Prototypes Design - Projeto de Protótipos Musicais Cooperativos) - um ambiente baseado na Web, direcionado e projetado para suportar criação musical cooperativa por leigos em música. A natureza prototípica de CODES está projetada e contruída sob uma perspectiva orientada a leigos, para proporcionar-lhes condições para experimentação com música combinando, ouvindo e rearranjando padrões sonoros para criar peças musicais simples - chamadas Protótipos Musicais. Ainda, os usuários de CODES podem cooperar com parceiros num processo de criação de protótipos musicais cíclico e colaborativo (chamado Prototipação Musical Cooperativa ), usando mecanismos de percepção, argumentação e negociação personalizados para permitir que um estágio consensual final seja atingido. Ao longo deste volume, os principais conceitos, princípios, requisitos e características de CODES são apresentados e os detalhes do projeto, implementação e avaliação com usuários reais são descritos. / Music creation is considered as mostly a solitary activity performed by musicians. Since music has traditionally served as a natural motivation for community formation, new modalities have been created by means of use of technology, and one potential convergency of social activities and music making is the field of "Networked Music". It allows people to explore the implications of interconnecting their computers, and share musical experience as a social activity through music. This thesis assumes that a networked music environment - if specifically designed for that - can stimulate social ways of music creation, even by novices in music - people assumed to have no previous knowledge of music. The goal of this thesis is to investigate how networked music technology can provide adequate support for music creation, to discuss how it is possible to overcome a set of natural barriers, and to define requirements specifically oriented to users novices in music, and, as the main result and testbed of this research, to introduce CODES (Cooperative Music Prototypes Design) - a Web-based novice-oriented environment designed to support cooperative music creation. The prototypical nature of CODES is designed and built in order to provide a novice-oriented perspective, as a novice may experiment with music by combining, listening and rearranging pre-defined sound patterns to create simple musical pieces - called Music Prototypes. Furthermore, CODES users may cooperate with partners in a cyclical and collaborative process of music prototypes creation - called Cooperative Music Prototyping, using customized awareness, argumentation, and negotiation mechanisms until a final consensual music prototype stage is reached. Throughout this volume, the main concepts, principles, requirements and characteristics of CODES are presented, and the details of design, implementation of CODES and its evaluation by actual users are described.

Este trabalho apresenta a proposta e a implementação de um sistema de gerência de energia para redes locais de computadores (Local Area Networks ou LANs). Desde sua introdução, no início dos anos 90, os mecanismos de gerência de energia para computadores têm contribuído de maneira significativa para a redução do consumo nos períodos de inatividade, mas podem ter seu efeito minimizado por uma série de fatores, dentre os quais destaca-se a conexão do equipamento a uma rede. Em linhas gerais, o objetivo do sistema proposto é, justamente, facilitar a gerência de energia em ambientes de rede. O funcionamento do sistema é baseado na aplicação de políticas de consumo definidas pelo administrador da rede. As políticas podem ser aplicadas em duas situações distintas: em horários pré-determinados (p. ex. depois do horário comercial), quando podem ajudar a reduzir o desperdício de energia, ou em resposta a alterações no fornecimento de energia, caso a rede seja protegida por no-breaks, quando a redução no consumo resulta em maior tempo de autonomia da fonte reserva (banco de baterias). As políticas são configuradas através de um mecanismo flexível, que permite não apenas desligar os equipamentos, mas colocá-los em estados intermediários de consumo e executar outros tipos de ações. A arquitetura do sistema é baseada no modelo SNMP (Simple Network Management Protocol) de gerência de redes. É composta, basicamente, de agentes, elementos de software que residem nos equipamentos da rede e detêm o conhecimento específico sobre suas características de consumo de eletricidade, e de um gerente, elemento central que contém a configuração das políticas de consumo e que é responsável pelo monitoramento e controle dos agentes. Gerente e agentes comunicam-se através do protocolo SNMP, trocando informações segundo uma base de informações (MIB) projetada especificamente para a gerência de energia. A ênfase da parte prática do trabalho está no gerente, que foi inteiramente implementado através da linguagem Java, utilizando bibliotecas disponíveis gratuitamente. Adicionalmente, foi implementado um agente-protótipo para a plataforma Windows, o que permitiu observar o sistema completo em execução. Os testes permitiram validar a praticabilidade da arquitetura e estimar o ganho potencial proporcionado pela utilização do sistema. São apresentadas medições que demonstram um aumento de até 6 vezes na autonomia do banco de baterias do no-break para uma configuração de rede pequena, utilizando o sistema para desligar automaticamente 90% dos computadores durante um corte no fornecimento externo. A economia decorrente da redução de consumo em horários de inatividade foi estimada em até R$0,63 por computador no período de um ano (tomando por base a tarifa média praticada no Brasil entre janeiro e maio de 2002).

Em um futuro próximo, “dispositivos inteligentes” serão massivamente empregados em campos de batalha. Essa já é uma realidade, porém, o número de dispositivos utilizados em campos de batalha tende a aumentar em ordens de magnitude. As redes de comunicação de dados serão essenciais para transmitir os dados que esses dispositivos coletam e transformá-los em informações valiosas utilizadas como suporte à atuação humana. O suporte à tomada de decisão, ou mesmo níveis de autonomia, permitindo que estes dispositivos coordenem outros dispositivos, exigem comunicação contínua. Desafios relacionados à comunicação surgirão devido à dinamicidade do ambiente. A configuração da rede deve refletir decisões superiores automaticamente. A grande escala das redes conectando os altos escalões, tropas, veículos e sensores, aliada à falta de padronização dos dispositivos, tornará a integração destes desafiadora. Em um ambiente tão heterogêneo, muitos protocolos e tecnologias coexistirão. As redes de campo de batalha são um elemento de suma importância nas operações militares modernas e conceito de guerra centrada em rede é uma tendência sem volta e influencia desde os altos escalões até o controle de tropas Embora estudos tenham sido realizados nessa área, a maioria deles aborda redes estratégicas de alto nível e portanto não levam em conta as “redes táticas de última milha” (TEN), que compreendem dispositivos de comunicação com recursos limitados, como sensores ou ainda pequenos veículos aéreos não tripulados. Em uma tentativa de preencher esta lacuna, esse trabalho propõe uma arquitetura que combina conceitos dos paradigmas de redes definidas por software (SDN) juntamente com redes tolerantes à atraso/disrupçoes (DTN), para aplicação em redes táticas de última milha. O uso de SDN em cenários com nodos móveis é avaliado considerando uma aplicação de vigilância que utiliza streaming de vídeo e medidas de Qualidade de Experiência (QoE) de usuário são coletadas. Com base nos resultados obtidos, uma aplicação em conjunto dos conceitos de SDN e DTN é proposta, além disso abordamos a escolha do nodo que atuará como controlador SDN na rede. Os experimentos foram executados utilizando um emulador de redes. Apesar de pesquisas adicionais serem necessárias – considerado requisitos de segurança, por exemplo – os resultados foram promissores e demonstram a aplicabilidade destes conceitos no cenários das TENs. / The future battlefield tends to be populated by a plethora of “intelligent things”. In some ways, this is already a reality, but in future battlefields, the number of deployed things should be orders of magnitude higher. Networked communication is essential to take real advantage of the deployed devices on the battlefield, and to transform the data collected by them into information valuable for the human warfighters. Support for human decision making and even a level of autonomy, allowing devices to coordinate and interact with each other to execute their activities in a collaborative way require continuous communication. Challenges regarding communication will arise from the high dynamics of the environment. The network adaption and management should occur autonomously, and it should reflect upper-level decisions. The large scale of the network connecting high-level echelons, troops on the field, and sensors of many types, beside the lack of communication standards turn the integration of the devices more challenging. In such a heterogeneous environment, many protocols and communication technologies coexist. This way, battlefield networks is an element of paramount importance in modern military operations Additionally, a change of paradigm regarding levels of autonomy and cooperation between humans and machines is in course and the concept of network-centric warfare is a no way back trend. Although new studies have been carried out in this area, most of these concern higher-level strategic networks, with abundant resources. Thus, these studies fail to take into account the “last-mile Tactical Edge Network (TEN) level,” which comprises resource constrained communication devices carried by troopers, sensor nodes deployed on the field or small unmanned aerial vehicles. In an attempt to fill this gap, this work proposes an architecture combining concepts from software-defined networking (SDN) paradigm and the delay-tolerant approach to support applications in the last-mile TEN. First, the use of SDN in dynamic scenarios regarding node positioning is evaluated through a surveillance application using video streaming and Quality of Experience (QoE) measures are captured on the video player. We also explore the election of nodes to act as SDN Controllers in the TEN environment. The experiments use emulator for SDN with support to wireless networks. Further investigation is required, for example, considering security requirements, however the results are promising and demonstrate the applicability of this architecture in the TEN network scenario.

O padrão IEEE 802.16e é uma tecnologia emergente para redes de próxima geração com suporte à qualidade de serviço para usuários fixos e móveis. No contexto de aplicações móveis, a técnica OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) deve ser empregada para multiplexação de canais de rádio frequência, suportando a alocação simultânea do canal para múltiplos usuários. Porém, essa alocação, considerando a estrutura do quadro OFDMA, não é definida pelo padrão IEEE 802.16e. A maioria das pesquisas atuais sobre arquiteturas de escalonamento baseadas nessa técnica de multiplexação estão focadas na transmissão downlink ou consideram apenas parcialmente os aspectos decorrentes do emprego da técnica OFDMA. Sendo assim, neste trabalho é apresentada uma arquitetura de escalonamento hierárquica, com dois níveis, para transmissões uplink em redes IEEE 802.16e, baseadas em OFDMA. A arquitetura proposta aborda a divisão do subquadro uplink entre oportunidades de requisição de banda e oportunidades de transmissão de dados, no Nível 1, e a seleção das requisições de banda para atendimento, no Nível 2. A proposta considera, além da técnica de multiplexação do canal, as cinco classes de serviço previstas pelo padrão IEEE 802.16e e o mecanismo de alocação de banda definido para a tecnologia. Uma ferramenta de simulação foi desenvolvida para avaliar o desempenho da proposta, considerando os diferentes aspectos da arquitetura e comparando com trabalhos relacionados. A avaliação é realizada considerando métricas como atraso médio no atendimento de requisições, percentual de requisições descartadas e a utilização do quadro. / The IEEE 802.16e standard is an emerging next generation network technology, designed to provide guaranteed QoS to both fixed and mobile users. In the context of mobile users, OFDMA technique must be used to multiplex the radio frequency channel. This technique allows to allocate the channel to multiple users at the same time. However, details about this allocation, considering the OFDMA frame structure, are not defined by the IEEE 802.16e standard. In this context, most of the current researches found on literature focus on proposing scheduling architectures for downlink transmissions only. Furthermore, researches that consider uplink transmissions, typically consider OFDMA aspects only partially. Therefore, this work presents an hierarchical scheduling architecture designed for uplink transmissions. The proposed architecture is composed of two levels. In the Level 1 the architecture addresses the division of the uplink subframe in bandwidth request opportunities, and data transmission opportunities. Level 2 is used to select among the bandwidth request, those that will be served on the next uplink subframe. The proposal considers OFDMA multiplexing technique, the five classes of service defined for QoS provisioning, and the bandwidth allocation mechanism defined in IEEE 802.16e standard. In order to evaluate the behavior of the proposed architecture, a simulation tool was developed. The approach used for evaluation was to compare the performance of the proposed architecture with related works found in the literature. The performance evaluation considers metrics such as average delay for serving requests, requests discarded, and the overall frame utilization.

Uma rede local necessita ter a sua configuração gerenciada para manter a sua utilidade dentro da organização a qual pertence. Esta gerencia a complicada pela heterogeneidade da rede e pela sua importância dentro da organização. A tentativa de solucionar este problema passa pela utilização de um padrão de gerencia de rede e pelo desenvolvimento de ferramentas que permitam a gerencia eficiente da rede pelo administrador. Este trabalho apresenta uma proposta de gerencia de configuração de redes locais. São apresentados os objetos gerenciados necessários a gerencia de configuração. Parte destes objetos são previamente definidos pela IAB (Internet Activities Board) em normas; e parte 6 definida neste trabalho. Os objetos são definidos de acordo com o formato proposto pela IAB. Entretanto, para que os objetos sejam definidos, é necessário, antes, que as funções de gerencia de configuração_ sejam delineadas. Os objetos são definidos a partir das funções que se deseja executar. Portanto, antes da apresentação dos objetos, são definidas funções de gerencia de configuração. Também é apresentada a implementação de um protótipo de gerente que realiza varias das funções definidas no trabalho, utilizando o padrão SNMP (Simple Network Management Protocol). Este protótipo utiliza o pacote de programas CMU (Carnegie Mellon University) SNMP para a implementação das funções. A partir do protótipo pode-se perceber como se realizam as funções de gerencia e como deve ser a interface de , um gerente de configuração, a fim de que este seja •realmente útil nas tarefas do administrador da rede. Por ultimo, e feita uma modelagem dos objetos gerenciados de acordo com a norma OSI (Open Systems Interconnection). Várias são as modificações decorrentes delta modelagem diferenciada. Silo apresentadas as diferenças que ocorrem na gerencia de configuração quando se utiliza o modelo de dados OSI, em vez do modelo de dados Internet. / In order to keep a LAN useful to its organization, its configuration has to be managed. Heterogenity and importance of networks makes management more difficult. An attempt to solve this problem has to consider the management standards and the development of tools which allow an efficient network management. This work presents a proposal of local area network configuration management. Managed objects necessary to manage configuration are presented. Part of these objects are, previously, define in IAB (Internet Activities Board) standards, and part of them are defined here. Objects are defined according to the format proposed by IAB. However, before the definition of objects, it is necessary to define configuration management functions. Objects are defined according to the functions one wants to implement. Thus, before the presentation of objects, configuration management functions are defined. It is also presented a manager prototype which executes many of the functions defined in this work, using SNMP (Simple Network Management Protocol). The prototype uses CMU (Carnegie Mellon University) SNMP software package to implement functions. It is possible to notice, from the prototype, how functions are realized and which characteristics the interface of a configuration manager must have to be useful in the tasks performed by human manager. Finally, modelling of managed objects is done according to OSI (Open Systems Interconnection) standards. Many changes occur because of this diferent modelling. The changes in configuration management which occurs when one uses OSI data model, instead of Internet data model, are presented.

O ataque Sybil consiste na criação indiscriminada de identidades forjadas por um usuário malicioso (atacante). Uma abordagem promissora para mitigar esse ataque consiste em conceder novas identidades mediante a resolução de desafios computacionais. Apesar de suas potencialidades, as soluções baseadas em tal abordagem não distinguem solicitações de usuários corretos das de atacantes, fazendo com que ambos paguem o mesmo preço por identidade solicitada. Por conta disso, essas soluções podem não ser efetivas quando os recursos computacionais dos atacantes são muito superiores aos que os usuários legítimos dispõem. Assumindo desafios de uma determinada dificuldade, atacantes com hardware de maior capacidade conseguiriam resolver um conjunto muito superior de desafios e, com isso, obter um número elevado de identidades. Aumentar uniformemente a dificuldade dos desafios poderia, no outro extremo, tornar proibitivo o ingresso de pares a rede. Para lidar com esse problema, nesta dissertação propi5e-se o use de desafios adaptativos como limitante a disseminação de Sybils. Estima-se um grau de confiança da fonte de onde partem as solicitações de identidade em relação as demais. Quanto maior a frequência de solicitação de identidades, menor o grau de confiança e, consequentemente, maior a complexidade do desafio a ser resolvido pelo(s) usuário(s) associado(s) Aquela fonte. Resultados obtidos por meio de experimentação mostram a capacidade da solução de atribuir desafios mais complexos a potenciais atacantes, penalizando minimamente usuários legítimos. / The Sybil attack consists on the indiscriminate creation of counterfeit identities by a malicious user (attacker). An effective approach to tackle such attack consists of establishing computational puzzles to be solved prior to granting new identities. Despite its potentialities, solutions based on such approach do not distinguish between identity requests from correct users and attackers, and thus require both to afford the same cost per identity requested. Therefore, those approaches may not be effective when the attacker's computational resources are superior than those used by correct users. Assuming any choice of puzzle hardness, attackers that have access to high-performance computing resources will be able to solve puzzles several order of magnitude faster than legitimate users and thus obtain a large amount of identities. On the other way, raising the cost to solve the puzzles could restrict legitimate users too much. To tackle this problem, in this paper we propose the use of adaptive computational puzzles to limit the spread of Sybils. We estimate a trust score of the source of identity requests in regard to the behavior of others. The higher the frequency a source requests identities, the lower its trust score and, consequently, the higher the complexity of the puzzle to be solved by the user(s) associated to that source. Results achieved by means of an experimental evaluation evidence our solution's ability to establish more complex puzzles to potential attackers, while minimally penalizing legitimate users.

Uma Rede Móvel Ad Hoc (MANET) consiste em uma coleção de terminais que possuem uma interface de transmissão e recepção sem fio (wireless) e que se movimentam em uma determinada área de abrangência. Geralmente esses terminais fazem uso de freqüências de rádio nas comunicações e configuram uma rede não infraestruturada. As MANETs, também conhecidas como independentes, não necessitam de qualquer infra-estrutura pré-existente para prover comunicação entre os nós, contudo, são utilizadas, principalmente quando integradas à Internet. Essa integração, apesar de possível, normalmente necessita de um gateway que encaminhe os pacotes entre as redes de computadores, respeitando as suas características individuais. Problemas, assim como atrasos e perdas de pacotes, podem ser provocados pelas diferenças intríncias aos protocolos de roteamento. Embora o Internet Engineering Task Force (IETF) proponha diversos protocolos de roteamento para as MANETs, o presente trabalho investiga o protocolo de roteamento Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV), por ser considerado um dos protocolos mais implementados e estudados pelo grupo de trabalho do IETF. O nodo gateway, embora já esteja implementado no protocolo de roteamento AODV (HAMIDIAN, 2003), deve ser capaz de interagir com as funções de roteamento da Internet, trocando tráfego com a mesma, de modo transparente e eficiente. O protocolo AODV, por ser reativo, pode demorar até 0,05 segundos para estabelecer uma rota entre um nodo origem e um nodo destino. Nos padrões atuais esse tempo pode ser considerado exageradamente alto, gerando gargalos entre sub-redes, descarte de pacotes e baixa eficiência. O presente trabalho apresenta uma proposta de customização do protocolo de roteamento AODV com atuação restrita ao nodo gateway. Esta customização consiste na adição de uma métrica de confiabilidade no processo de descoberta e utilização de rotas visando a redução no número de pacotes descartados e um ganho de eficiência no fluxo de dados entre as sub-redes envolvidas. / A Mobile Ad Hoc Network (MANET) consists of a collection of mobile hosts, moving in certain range area, that has a wireless interface for transmission and receiving data. Usually these terminals make use of radio frequencies in communications and configure a non infrastructured network. The MANETs, also known as independent, require no pre-existing infrastructure to provide communication between network mobile nodes, however, are used, preferably when integrated with the Internet. This integration, although possible, usually need a gateway that forwards packets between both computer networks, keeping their individual characteristics. Problems such as delays and packet losses can be caused by differences inherent in the routing protocols. Although the Internet Engineering Task Force (IETF) proposes several routing protocols for MANETs, this paper investigates the Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) routing protocol, viewed as one of more implemented and studied protocol by the IETF work group. The gateway node, which is already implemented in the AODV routing protocol (Hamidian, 2003), should be able to interact, transparently and efficiently, with the Internet routing functions exchanging traffic between them. The AODV protocol, being reactive, can take up to 0.05 seconds to establish a route between a source node and a destination node. By today's standards this time may be considered excessively high, creating bottlenecks between subnets, packet drop and low efficiency. This paper proposes an AODV routing protocol customization restricted to the gateway node activities. This customization consists of adding reliability metric in the route discovery process and its consequent use in order to reduce the number of dropped packets and get increased efficiency in the data flow between the subnets involved.

As aplicações de live streaming em redes P2P têm grande potencial de crescimento, em popularidade e qualidade, mas são potencialmente vulneráveis ao ataque de poluição de conteúdo. Tal ataque corresponde a qualquer adulteração de áudio e/ou vídeo na mídia transmitida buscando ludibriar espectadores. A autenticação de blocos do fluxo de dados contínuo (stream) permite a detecção de conteúdo poluído e a possível identificação de pares maliciosos na rede P2P. A literatura contém diversas propostas de autenticação baseadas em assinatura digital leve e em amortização de assinatura digital. O presente trabalho, como nenhum anterior, compara tanto os esquemas de assinatura leve quanto os de amortização sob diferentes perspectivas de qualidade de transmissão (vídeos convencionais e de alta definição) em redes P2P de live streaming através da formularização analítica dos mesmos. Para isto, é feita uma comparação quantitativa de sobrecargas e nível de segurança, observando fenômenos e identificando desafios de pesquisa que precisarão ser vencidos. Particularmente, para avaliar a viabilidade dos esquemas, foi definido um coeficiente que leva em consideração o tempo total de transmissão e o custo computacional proporcionado pelo esquema estudado. Como uma das conclusões inéditas dessa análise, o esquema PARM2 obteve o melhor desempenho dentre os esquemas leves de assinatura. Já em relação aos esquemas de amortização, o Linear Digests se sobressaiu entre os demais. Por fim, foi analisada uma solução baseada na amortização de um esquema de assinatura leve, algo também inédito. A partir dessa análise em particular, foi possível observar que a autenticação é viável apenas com baixos e médios níveis de segurança em transmissões convencionais. Além disso, a partir dos resultados foi possível observar que o esquema de amortização Linear Digests deve ser utilizado isoladamente apenas em transmissões convencionais. Por fim, o esquema PARM2, se utilizado individualmente, não apresenta valores de coeficiente aceitáveis para os cenários estudados. / P2P live streaming applications have great potential for improvements in terms of popularity as well as quality. However, they are subject to pollution attacks, in which a malicious user tampers with audio/video of streams in order to trick other users. The authentication of blocks in a stream allows the detection of pollution in received content and can lead to the identification of malicious users. The literature includes several proposals of light digital signature schemes and amortization schemes. Our work, unlike previous ones, compares both amortization schemes and light signature schemes under di erent perspectives of transmission quality (convencional and high definition videos) in P2P live streaming by formulating equations for them. For such, it quantitatively compares overheads and security levels during P2P streaming sessions, identifying research challenges to be faced. In particular, to assess the viability of such schemes, we defined a coe cient that takes into account the total transmission time and computational cost provided by such scheme. As one of the novel findings of our analysis, the scheme PARM2 showed the best performance among light signature schemes. With respect to amortization, Linear Digests was the most e cient. Finally, we analyzed a solution based on the amortization of a light signature. From this particular analysis, we observed that the authentication is only feasible in conventional transmissions with low and medium security leves. In addition, the amortization scheme Linear Digests must be used in isolation only in conventional transmissions. Finally, the scheme PARM2, if used alone, has no acceptable coe cient values for the studied scenarios.

Produtos e serviços oferecidos pelas organizações modernas são geralmente projetados, implantados e mantidos por meio de infraestruturas de Tecnologia da Informação (TI) de grande escala. Além de obter o melhor desempenho dos produtos e serviços oferecidos, é essencial que essas organizações façam uso de práticas adequadas para o gerenciamento dos recursos que compõem as tais infraestruturas. Para esse m, foram propostos recentemente alguns padrões e bibliotecas de melhores práticas para o gerenciamento de infraestruturas e serviços de TI. Entre as mais amplamente aceitas, tanto da academia quanto na indústria, vale destacar o Information Technology Infrastructure Library (ITIL). Um ponto comum na maioria desses padrões e bibliotecas é a preocupação explícita com os riscos relacionados as atividades de TI. Lidar proativamente com eventos adversos e favoráveis que possam surgir durante as operações cotidianas pode evitar, por exemplo: atrasos na a implantação de serviços, extrapolação no custo de atividades, falhas previsíveis nos recursos manipulados, e consequentemente, desperdício de dinheiro. Apesar da sua importância, o gerenciamento de riscos em ambientes de TI, na prática, geralmente sofre pela falta de automação e padronização. Habitualmente, tal gerenciamento é realizado pelos participantes das atividades em entrevistas e brainstorms, o que geralmente acaba consumindo tempo/recursos de forma excessiva e sendo muito impreciso para guiar a tomada de decisão. Portanto, nesta dissertação, um framework para dar suporte a automação de algumas fases cruciais do gerenciamento de riscos é proposto com o objetivo de tornar tal gerenciamento mais simples, rápido e preciso. O framework proposto é direcionado para sistemas de gerenciamento baseados em work flow. A ideia básica é aprender a partir de problemas relatados em work flows executados no passado, além de estimar os riscos para execuções futuras. Além disso, são propostos relatórios de risco compreensivos e interativos com o objetivo de facilitar a análise dos mesmos pelos humanos envolvidos. O framework proposto teve sua aplicabilidade avaliada em dois estudos de caso em áreas relacionadas à TI, a saber: Gerenciamento de Mudanças e Gerenciamento de Projetos de TI. Os resultados demonstram como o framework pode ser útil não apenas para acelerar o processo de estimativa de riscos, mas também para auxiliar a tomada de decisão dos gerentes de projetos e operadores de TI, ao organizar as informações relacionadas aos riscos de forma detalhada e ao mesmo tempo compreensiva. Além disso, a abordagem modular empregada na concepção do framework proposto permite que este seja genérico o su ciente para ser utilizado em diferentes contextos (mudanças e projetos) e, ainda assim, personalizável para se adaptar às exigências mais específicas de cada contexto. / Products and services provided by modern organizations are usually designed, deployed, and supported by large-scale Information Technology (IT) infrastructures. In order to obtain the best performance out of provided products and services, it is essential that these organizations enforce rational practices for the management of resources that compose their infrastructures. For this purpose, in recent years a few standards and libraries of best practices for IT infrastructures and services management have been proposed. Among the most widely accepted proposals, in both academy and industry, is worth mentioning the Information Technology Infrastructure Library (ITIL). A common point in most of those standards and libraries is the explicit concern with the risks related to IT activities. Proactively dealing with adverse and favorable events that may arise during everyday operations might prevent, for example: delay on deployment of services, cost overrun in activities, predictable failures of handled resources, and, consequently waste of money. Although important, risk management in practice usually lacks in automation and standardization in IT environments. Generally, it is performed by stakeholders in interviews and brainstorms, which may be a very time/resource-consuming task and sometimes too imprecise to guide risk related decisions. Therefore, in this dissertation, a framework to support the automation of some key phases of risk management is proposed, aiming to make it simpler, faster, and more accurate. The proposed framework is targeted to work ow-based IT management systems. The main approach is to learn from problems reported in the history of previously conducted work ows in order to estimate risks for future executions. Furthermore, comprehensive and interactive risk reports are proposed aiming to ease the analysis of assessed risks by involved humans. The proposed framework had its applicability evaluated in two case studies both in IT related areas, namely: IT Change Management and IT Project Management. The results show how the framework is not only useful to speed up the risk assessment process, but also to assist the decision making of project managers and IT operators by organizing risk detailed information in a comprehensive way. In addition, the modular approach employed in the design of the proposed framework allows it to be generic enough to t in di erent contexts (changes and projects) and still customizable to adapt to more speci c requirements.