Esta tese apresenta um novo protocolo de roteamento voltado para as Redes Tolerantes a Atrasos que exibem comportamentos complexos e dinâmicos. O protocolo proposto chama-se Cultural GrAnt (do inglês Cultural Greedy Ant) uma vez que este utiliza um sistema híbrido composto por um Algoritmo Cultural (AC) e uma versão gulosa da meta-heurística de Otimização por Colônia de Formigas (ACO). No Cultural GrAnt, o ACO representa o espaço populacional de um AC e utiliza uma regra de transição gulosa de modo a intensificar bons caminhos já encontrados ou explorar novos caminhos através da seleção, dentre um conjunto de candidatos, dos nós encaminhadores de mensagens mais promissores. A principal motivação para o uso do ACO é tirar proveito da sua busca baseada em população de indivíduos e da adaptação da sua estrutura de aprendizado. O AC obtém informações durante o processo evolucionário e as utiliza para guiar a população e, então, acelerar o aprendizado enquanto provê soluções mais eficientes. Considerando informações de funções heurísticas, concentração de feromônio e conhecimentos armazenados no espaço de crenças do AC, o protocolo Cultural GrAnt inclui três módulos: roteamento; escalonamento; e gerenciamento de buffer. Esse é o primeiro protocolo de roteamento que emprega ACO e AC de modo a: inferir os melhores encaminhadores de mensagens através de informações oportunistas sobre a conectividade social entre os nós; determinar os melhores caminhos que uma mensagem deve seguir para eventualmente alcançar o seu destino final, enquanto limita o número de replicações e descartes de mensagens na rede; determinar a ordem de escalonamento das mensagens; e gerenciar o espaço de armazenamento do buffer dos nós. O protocolo Cultural GrAnt é comparado com os protocolos Epidêmico e PROPHET em dois cenários de mobilidade distintos: um modelo de movimento baseado em atividades, onde simula-se o dia-a-dia de pessoas em suas atividades de trabalho, lazer e descanso; e um modelo de movimento baseado em comunidades de pessoas. Os resultados de simulações obtidos através do simulador ONE mostram que em ambos os cenários, o protocolo Cultural GrAnt alcança uma taxa mais alta de entrega de mensagens, uma replicação menor de mensagens e um número menor de mensagens descartadas se comparado com os protocolos Epidêmico e PROPHET. / This work presents a new routing protocol for complex and dynamic Delay Tolerant Networks (DTN). The proposed protocol is called Cultural GrAnt (Greedy Ant), as it uses a hybrid system composed of a Cultural Algorithm and a greedy version of the Ant Colony Optimization (ACO) metaheuristic. In Cultural GrAnt, ACO represents the population space of the cultural algorithm and uses a greedy transition rule to either exploit previously found good paths or explore new paths by selecting, among a set of candidates, the most promising message forwarders. The main motivation for using ACO is to take advantage of its population-based search and adaptive learning framework. Conversely, CA gathers information during the evolutionary process and uses it to guide the population and thus accelerate learning while providing more efficient solutions. Considering information from heuristic functions, pheromone concentration, and knowledge stored in the CA belief space, the Cultural GrAnt protocol includes three modules: routing, scheduling, and buffer management. To the best of our knowledge, this is the first routing protocol that employs both ACO and CA to infer the best message forwarders using opportunistic information about social connectivity between nodes, determine the best paths a message must follow to eventually reach its destination while limiting message replications and droppings, and perform message transmission scheduling and buffer space management. Cultural GrAnt is compared to the Epidemic and PROPHET protocols in two different mobility scenarios: an activity-based movement model, which simulates the daily lives of people in their work, leisure and rest activities; and a community-based movement model. Simulation results obtained by the ONE simulator show that, in both scenarios, Cultural GrAnt achieves a higher delivery ratio, lower message replication, and fewer dropped messages than Epidemic and PROPHET.

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

Orientador: Eliane Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maja_WillianYabusame_M.pdf: 5488949 bytes, checksum: 89d142ebb211bdb6d1eec333a99c6727 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os sistemas baseados em serviços Web estão suscetíveis a diversos tipos de falhas, entre elas, as causadas pelo ambiente em que operam, a Internet, que está sujeita a sofrer com problemas como, atrasos de entrega de mensagem, queda de conexão, mensagens inválidas entre outros. Para que estas falhas não causem um problema maior para quem está interagindo com o serviço Web, existem soluções, como é o caso do Archmeds, que fornece uma infraestrutura confiável que melhora a confiabilidade e disponibilidade dos sistemas baseados em serviços Web. Mas, para o Archmeds ser uma solução confiável, ele também deve ser testado, pois ele também é um sistema que está sujeito a ter defeitos. Por isso, este trabalho propõe uma abordagem para teste de robustez no Archmeds e para isso, contou com o desenvolvimento de uma ferramenta de injeção de falhas chamada WSInject, que utiliza falhas de comunicação e dados de entrada inválidos nos parâmetros das chamadas aos serviços. Com isso espera-se emular as falhas do ambiente real de operação dos serviços Web e revelar os defeitos do sistema sob teste. Este trabalho também levou em conta que o Archmeds é uma composição de serviços Web, por isso também propõe uma abordagem para testar composições de serviços. Com os resultados deste estudo de caso, espera-se que esta abordagem de teste de robustez possa ser reutilizada para outros sistemas baseados em serviços Web / Abstract: Web service-based systems are subject to different types of faults, among them, the ones caused by the environment in which they work, which is the Internet. These faults could be problems like delay of message, connection loss, invalid message request, and others. To avoid that these faults do not become a bigger problem for the clients who are interacting with the Web service, a solution can be the use of a reliable infrastructure, like Archmeds, to increases the reliability and availability of the Web-service-based systems. Although Archmeds is a solution with the aim to increase the reliability of Web services, it is also subject to faults and for this reason, it should also be tested. This work proposes an approach to test the robustness of Archmeds and to reach this goal, a fault injection tool, called WSInject, was developed. It uses communication faults and invalid inputs into services calls. In order to reveal the failures, these faults aim to emulate the real ones that affect the Web services in the real operational environment. This work also took into account that Archmeds is a Web service composition and for this reason, it was created an approach to test it. With the results of this case study, it is expected that this approach can be adapted to others applications based in Web services technology / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Luiz Eduardo Buzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cason_Daniel_M.pdf: 1133475 bytes, checksum: 2c269ea2aec943999c502cd1944b09ae (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Protocolos de Difusão Totalmente Ordenada (DTO) constituem o núcleo de diversas soluções que dão suporte ao desenvolvimento de aplicações distribuídas tolerantes a falhas. O longo período no qual este problema vem sendo objeto de pesquisa e a quantidade de algoritmos que foram para ele propostos atestam, não só a sua importância, mas também a dificuldade de se obter soluções eficientes para DTO. Este trabalho apresenta um novo algoritmo de DTO, que explora a sincronia e a confiabilidade inerentes ao ambiente dos aglomerados ou clusters de alto desempenho para construir uma solução bastante simples de Difusão Totalmente Ordenada, cujo desempenho experimental mostrou-se comparável ao obtido por soluções de DTO projetadas para modelos assíncronos de computação. O protocolo proposto destina-se ao modelo assíncrono temporizado de computação, aumentado com um mecanismo simples, baseado na difusão de pulsos, para sincronizá-la a execução dos processos. A hipótese que sustenta este mecanismo de sincronização é que os aglomerados modernos, dado que se controle a carga a eles aplicada, podem executar por períodos razoavelmente longos sem que ocorram falhas de processos e apresentando um comportamento bastante similar ao de sistemas síncronos. Dada esta hipótese, os processos que realizam Difusão Totalmente Ordenada tornam-se capazes de construir visões globais da computação distribuída, e a construção de visões globais, por sua vez, torna trivial a resolução de Difusão Totalmente Ordenada. O protocolo proposto tolera uma quantidade ilimitada de falhas de desempenho, que previnem o progresso da solução de DTO, mas que não levam à violação de suas propriedades de segurança, que são asseguradas na presença de assincronia e de falhas de processos. O protocolo foi implementado em Java e o seu desempenho foi avaliado em um aglomerado com máquinas interconectadas via Ethernet. A comparação dos resultados obtidos com os resultados de desempenho publicados para as principais soluções de DTO existentes nos permite afirmar que nossa solução representa um interessante compromisso entre desempenho experimental e simplicidade de projeto e implementação de soluções de Difusão Totalmente Ordenada. Além dos resultados de desempenho, esta pesquisa também revela que ainda há espaço para a exploração prática da interação entre sincronia e assincronia na engenharia de protocolos distribuídos / Abstract: Total order broadcast algorithms are at the core of several toolkits for the construction of fault-tolerant applications. The importance and the difficulty of finding efficient total order broadcast (TOB) algorithms is attested by the long period that such algorithms have been the object of intense research and by the large number of algorithms already proposed. This work presents a new algorithm for total order broadcast that takes advantage of the inherent reliability and timeliness of high performance clusters in its design. Experimental results show that the performance of this very simple TOB is on a par with the performance of TOBs designed for asynchronous computing models. The proposed protocol has been designed for the timed asynchronous computing model, enhanced with a simple pulse-based mechanism that is used to synchronize the processes' execution. The assumption behind the pulse-based synchronization is that modern clusters, given some workload conditioning, can maintain reasonably long failure-free execution periods in which they behave very much as synchronous system. This assumption allows the processes that engage in total order broadcasts to build a global view of their joint computation and this global view, in its turn, allows them to solve total order broadcast in a straightforward way. The protocol tolerates an unbounded number of timing failures, that can prevent its progress but have no impact on its safety, it is also safe in the in the presence of asynchrony, and processes failures. The protocol has been implemented in Java and tested on an Ethernet-based cluster. A comparison of the results obtained in the experiments with results published for other well-known TOBs allow us to conclude that our solution represents an interesting trade-o_ between performance and simplicity of design and implementation for total order broadcasts protocols. Beyond performance, this research seems to indicate that there is still room for the practical exploration of the interplay between synchronicity and asynchronicity in the engineering of distributed protocols / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação