Troca de contexto segura em Troca de contexto segura em sistemas operacionais embarcados sistemas operacionais embarcados utilizando técnicas de detecção e utilizando técnicas de detecção e correção de erros correção de erros Rodrigo M A Almeida Rodrigo M A Almeida Orientador: Luis Henrique de Carvalho Ferreira Orientador: Luis Henrique de Carvalho Ferreira Coorientador: Carlos Henrique Valério de Moraes Coorientador: Carlos Henrique Valério de Moraes Universidade Federal de Itajubá Universidade Federal de Itajubá Defesa da Tese Defesa da Tese
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Troca de contexto segura em sistemas operacionais embarcados utilizando de técnicas de detecção e correção de erros
A segurança e a confiabilidade em sistemas embarcados são áreas críticas e de recente desenvolvimento. Além das complicações inerentes à área de segurança, existem restrições quanto a capacidade de processamento e de armazenamento destes sistemas. Isto é agravado em sistemas de baixo custo. Neste trabalho, é apresentada uma técnica que, aplicada à troca de contexto em sistemas operacionais, aumentando a segurança destes. A técnica é baseada na detecção e correção de erros em sequência de valores binários. Para realização dos testes, foi desenvolvido um sistema operacional de tempo real e implementado numa placa de desenvolvimento. Observou-se que o consumo de processamento das técnicas de detecção de erro são inferiores às de correção, cerca de 2% para CRC e 8% para Hamming. Objetivando-se minimizar o tempo de processamento optou-se por uma abordagem mista entre correção e detecção. Esta abordagem reduz o consumo de processamento medida que os processos que exigem tempo real apresentem uma baixa taxa de execução, quando comparados com o período de troca de contexto. Por fim, fica comprovada a possibilidade de implementação desta técnica em qualquer sistema embarcado, inclusive em processadores de baixo custo.
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Troca de contexto segura em Troca de contexto segura em sistemas operacionais embarcados sistemas operacionais embarcados utilizando técnicas de detecção e utilizando técnicas de detecção e
correção de erroscorreção de erros
Rodrigo M A AlmeidaRodrigo M A AlmeidaOrientador: Luis Henrique de Carvalho FerreiraOrientador: Luis Henrique de Carvalho Ferreira
Coorientador: Carlos Henrique Valério de MoraesCoorientador: Carlos Henrique Valério de Moraes
Universidade Federal de ItajubáUniversidade Federal de ItajubáDefesa da TeseDefesa da Tese
Sumário
• Objetivos• Conceitos
• Sistemas embarcados• Sistemas operacionais• Segurança• Algoritmos de correção de informação
• Desenvolvimento• Resultados• Conclusões
Motivação
• "Dado o aumento da dependência da sociedade na computação embarcada, nos sistemas de sensoriamento bem como as aplicações que eles suportam, uma nova forma de vulnerabilidade é inserida nesta infraestrutura critica e que apenas agora esta começando a ser reconhecida como uma ameaça significante com possibilidade de graves consequências." (Wygliski, 2013)
Motivação
• Erro no firmware do controle de aceleração de um carro da Toyota
• Stackoverflow• Falta de backup (mirroring) das variáveis importantes• Ganho de causa na justiça Americana Nov/2013
• Stuxnet• Primeiro vírus direcionado a sistemas embarcados
Detectado em 06/2010• Continua atacando sistemas, com novas alegações de
ataques na Rússia em Nov/2013
Objetivo
• Metodologia aplicada à sistemas embarcados que aumente a robustez do sistema:
• Baixo consumo de recursos• Mantenha a capacidade de execução de processos com
requisitos tempo real• Proteger o sistema contra vulnerabilidades