Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-08-22T18:37:28Z No. of bitstreams: 1 lucassaarcerqueira.pdf: 1610432 bytes, checksum: a5ce4c7b10b86e4e43966b9b9268e608 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-09-03T16:34:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lucassaarcerqueira.pdf: 1610432 bytes, checksum: a5ce4c7b10b86e4e43966b9b9268e608 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T16:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lucassaarcerqueira.pdf: 1610432 bytes, checksum: a5ce4c7b10b86e4e43966b9b9268e608 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O monitoramento de ambientes aquáticos ainda é uma tarefa difícil e dispendiosa. De fato, em ambientes aquáticos, ondas eletromagnéticas e ópticas sofrem alta atenuação e, mesmo a comunicação acústica apresenta baixa vazão e alta taxa de erro de bits. A maioria das abordagens existentes para melhorar o desempenho da comunicação subaquática se baseia no desenvolvimento de modems acústicos, acesso múltiplo ao canal de comunicação e roteamento de dados. Neste trabalho apresentamos PCRA: um Protocolo Cooperativo para Redes de Sensores Aquáticas. O PCRA funciona de forma síncrona/assíncrona sobre o método TDMA combinado com um esquema ARQ baseado em Selective Repeat. Cada nó que não possui dados para transmitir pode se tornar um cooperador e retransmitir mensagens para auxiliar os nós vizinhos. Ele usa os nós sensores ociosos como nós retransmissores, aumentando a diversidade do espaço de comunicação. Nossas simulações mostram que, quando comparado a um protocolo não cooperativo, o PCRA reduz a taxa de erro de pacotes em 65% e aumenta o goodput em 16% enquanto gasta menos de 1% a mais de energia. / Monitoring underwater environments is still a hard and costly task. Indeed, electromagnetic and optical waves suffer high attenuation, being absorbed in a few meters and even acoustic communication presents low throughput and high bit error rate. Most of the existing approaches to enhance underwater communication performance relies on developing acoustic modems, multiple access of the communication channel, and data routing. In this paper we present PCRA: a Cooperative Protocol for Underwater Sensor Networks. PCRA synchronously/asynchronously works on top of TDMA method combined with an ARQ scheme based on selective repeat technique. Each node that has no data to transmit can become a cooperator and retransmit messages to assist neighboring nodes. It uses idle sensor nodes as relay nodes, enhancing communication space diversity. Our simulations show that, when compared to a non-cooperative protocol, PCRA enhances overall network performance metrics. For instance, it reduces packet error rate by 65% and increases goodput by 16% while spending less than 1% more energy.

The growth in the number of connected devices, in the volume of data traffic and of applications used has shown a significant increase in the complexity of today's networks, leaving the activity of management increasingly difficult for network and system administrators. Management aspects, such as the security of these systems has been a major challenge faced by the researchers, especially considering that, in parallel, there has been also a significant increase in the degree of sophistication of malicious activities. This scenario requires the development of sophisticated security systems also, in order to prevent or contain attacks increasingly destructive to systems, such as worm attacks. And the biological inspiration has been a main ally in this endeavor, bringing several concepts and new ways of thinking and solving these problems. This work used the bio-inspired concepts of Autonomic Networks (self-managing networks inspired by the functioning of the human nervous system)and Artificial Immune Systems (computer security systems inspired by the functioning of the human immune system), to define a management architecture for network self-protection, through the prediction of security attacks. This architecture incorporates the Danger Theory immune-inspired model and uses its Dendritic Cells algorithm to correlate events and detect anomalies. The architecture analysis was performed on an Early Warning System, which uses notifications received from worm already infected machines as additional information to identify the imminence of an infection in still vulnerable machines. In the experiments the gain in time obtained with this early identification was used in the Conficker worm propagation model and the results showed a reduction in the number of infected machines and, consequently, in the worm propagation across a network / O crescimento do número de dispositivos conectados, do volume de dados trafegados e das aplicações utilizadas tem evidenciado um aumento importante na complexidade das redes atuais, deixando a atividade de gerência cada vez mais difícil para os administradores de redes e sistemas. Aspectos de gerência, como a segurança desses sistemas tem sido um dos principais desafios enfrentados pelos pesquisadores, principalmente, considerando que, em paralelo, observa-se um também importante aumento no grau de sofisticação das atividades maliciosas. Tal cenário exige o desenvolvimento de sistemas de segurança igualmente sofisticados, com o intuito de impedir ou conter ataques cada vez mais destrutivos aos sistemas, como os ataques de worms. E a inspiração biológica tem sido uma das grandes aliadas nesta empreitada, trazendo diversos conceitos e novas formas de pensar e resolver esses problemas. Este trabalho utilizou os conceitos bio-inspirados das Redes Autonômicas (redes autogerenciáveis inspiradas nos funcionamento do sistema nervoso humano) e dos Sistemas Imunes Artificiais (sistemas de segurança computacional inspirados no funcionamento do sistema imunológico humano), para definir uma arquitetura de gerência para autoproteção de redes, através da predição de ataques de segurança. Tal arquitetura incorpora o modelo imuno-inspirado da Teoria do Perigo e utiliza o seu Algoritmo das Células Dendríticas para correlacionar eventos e detectar anomalias. A análise da arquitetura foi realizada em um Sistema de Alerta Antecipado, que usa notificações recebidas de máquinas já infectadas por worm como informação adicional para identificar a iminência de uma infecção em máquinas ainda vulneráveis. Nos experimentos o ganho de tempo obtido com essa identificação precoce foi utilizado no modelo de propagação do worm Conficker e os resultados apontaram uma redução no número de máquinas infectadas e, consequentemente, na propagação deste worm em uma rede