Departamento de Informática (UM)

Tolerância a Intrusões

16789 [ME94ME9400007412]

Mestrado em Cibersegurança [MCS]

S2

Ana Luísa Parreira Nunes Alonso

Objetivos

A relevância da distribuição na fiabilidade e segurança de sistemas informáticos torna-se evidente após a introdução de conceitos fundamentais como falta, erro e falha, métricas de confiabilidade, metodologias de tratamento de erros e modelos de faltas que abstraem ameaças fortuitas (e.g. avarias) e maliciosas (e.g., intrusões).
Os desafios centrais à conceção de sistemas confiáveis, tolerantes a faltas, serão apresentados com base no problema fundamental de consensos distribuído e tolerante a faltas em vários modelos de faltas. Diversas abordagens algorítmicas serão estudadas.
A replicação com coerência forte e de transações em sistemas abertos na presença de faltas bizantinas (i.e. maliciosas) apetrechará os alunos com os conhecimentos para planear, implementar e avaliar sistemas distribuídos que resolvem problemas de escala e confiabilidade que, nomeadamente, toleram intrusões.

Programa

1. Fundamentos de confiabilidade e ciber-resiliência: ameaças e modelos de computação distribuída e faltas.
2. Coordenação de computação distribuída na presença de componentes maliciosos: algoritmos de consenso e ordem total.
3. Redundância de componentes críticos em sistemas distribuídos: tolerância a faltas bizantinas.
4. Casos de estudo de tolerância a intrusões: sistemas de gestão de bases de dados replicados, tecnologia blockchain.

Bibliografia

C. Cachin, R. Guerraoui, L. Rodrigues. Introduction to Reliable and Secure Distributed Programming. Springer, 2011.

B. Charron-Bost, F. Pedone, A. Schiper (Eds). Replication: Theory and practice. Springer, 2010.

P. Veríssimo, L. Rodrigues. Distributed Systems for System Architects. Kluwer Academic, 2001.

K. Birman. Reliable Distributed Systems. Springer, 2012.

R. Ross et al. Developing cyber-resilient systems: A systems security engineering approach. Technical Report Special Publication (SP) 800-160, Rev. 1, NIST, 2021.

Resultados da aprendizagem

- Explicar a relevância da distribuição na fiabilidade e segurança de sistemas informáticos.
- Caracterizar desafios de fiabilidade e segurança em termos de problemas e modelos abstratos.
- Discutir o papel de algoritmos de acordo distribuído (e.g. consenso) na solução de problemas de fiabilidade e segurança.
- Implementar sistemas replicados para tolerância a faltas e intrusões.
- Avaliar sistemas distribuídos que resolvem problemas de escala e confiabilidade.

Método de avaliação

Avaliação baseada no trabalho continuamente desenvolvido ao longo do semestre (30-40%) e na solução final apresentada (50-70%). A avaliação tem por base não só o contexto de grupo de trabalho como também dos contributos individuais de cada um dos seus membros.

Funcionamento

Turno: T 1; Docente: Ana Luísa Parreira Nunes Alonso; Dep.: DI; Horas: 15.
Turno: PL 1; Docente: Ana Luísa Parreira Nunes Alonso; Dep.: DI; Horas: 30.