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Replicação Máquina de Estados (RME) é uma abordagem muito utilizada na implementação de sistemas tolerantes a falhas e consiste em replicar os servidores e fazer com que os mesmos executem deterministicamente, e na mesma ordem, o mesmo conjunto de requisições. RMEs paralelas utilizam escalonadores que tiram proveito da semântica das requisições e permitem a execução paralela de algumas delas, melhorando assim o desempenho das aplicações. No escalonamento tardio as requisições são escalonadas para execução após serem ordenadas, enquanto que no escalonamento antecipado parte das decisões de escalonamento são realizadas antes da ordenação e respeitadas durante a execução. Este trabalho propõe um protocolo de escalonamento híbrido que tira proveito das vantagens de cada uma das abordagens anteriores. Experimentos mostram que o escalonador híbrido supera as outras abordagens em diversos cenários. Além disso, através da implementação de um sistema de pagamento, este trabalho mostra que a abordagem proposta minimiza limitações de desempenho anteriormente estudadas na implementação de blockchains que utilizam uma RME como bloco subjacente de construção.

Replicação Máquina de Estados (RME) e blockchains possuem um objetivo em comum que é o de manter a consistência no estado de um serviço replicado. Porém, algumas diferenças fundamentais são encontradas entre estes modelos, como por exemplo a forma de manutenção e utilização do log de requisições. Além disso, a utilização de uma RME como um bloco de construção para blockchains impacta significativamente o desempenho do sistema devido principalmente ao modelo de execução sequencial das RMEs. Neste trabalho, apresentamos um estudo de caso que utiliza uma solução para RME que possibilita a execução paralela de uma parte das requisições/transações na implementação de blockchains. Através da implementação de um sistema de pagamento e a realização de uma série de experimentos, este trabalho mostra que, usando RMEs paralelas, a limitação anteriormente descrita pode ser minimizada, i.e., o desempenho do sistema é aumentado substancialmente.

No 5G, a virtualização de componentes de rede é considerada uma das principais tecnologias que compoem a evolução da arquitetura para prover serviços flexíveis, organizados em fatias e de baixo custo. A abstração do hardware subjacente e suas vantagens em termos de custo e portabilidade motivam fortemente o uso de funções virtualizadas. Entretanto, o desenvolvimento desses ambientes para arquiteturas complexas e de varias camadas ainda é uma tarefa desafiadora, que requer um trabalho contínuo na definição de padrões e plataformas de teste para validação. Neste trabalho foi projetada, implementada e avaliada uma infraestrutura experimental de rede movel virtualizada que define duas funções de avaliação na arquitetura 5G. A proposta se diferencia de outros estudos ao trabalhar com funções integradas à arquitetura 5G que podem avaliar o trafego de controle dos recursos virtualizados. A proposta foi validada de forma bem sucedida em um cenario padrão do 5G, com resultados que permitem avaliar o comportamento do ambiente virtualizado e mostram o potencial da integração da proposta à arquitetura 5G como elemento de suporte à otimização da infraestrutura virtualizada.

The popularization of blockchains leads to a resurgence of interest in Byzantine Fault-Tolerant (BFT) state machine replication protocols. However, much of the work on this topic focuses on the underlying consensus protocols, with emphasis on their lack of scalability, leaving other subtle limitations unaddressed. These limitations are related to the effects of maintaining a durable blockchain instead of a write-ahead log and the requirement for reconfiguring the set of replicas in a decentralized way. We demonstrate these limitations using a digital coin blockchain application and BFT-SMaRt, a popular BFT replication library. We show how they can be addressed both at a conceptual level, in a protocol-agnostic way, and by implementing SMaRtChain, a blockchain platform based on BFT-SMaRt. SMaRtChain improves the performance of our digital coin application by a factor of eight when compared with a naive implementation on top of BFT-SMaRt. Moreover, SMaRtChain achieves a throughput $8\times$ and $33\times$ better than Tendermint and Hyperledger Fabric, respectively, when ensuring strong durability on its blockchain., This is a preprint of a paper to appear on the 50th IEEE/IFIP Int. Conf. on Dependable Systems and Networks (DSN'20)

Software-defined network (SDN) architecture is characterized by the separation between the data plane and the control plane. This feature provides the development of a programmable environment on the network. Despite the numerous benefits provided by this architecture, the security of an SDN network is still an important matter of concern. In particular, Denial of Service (DoS) attacks challenge SDN architectures in several ways. Solutions that act on the control plane require continuous communication with the data plane, which can result in higher processing time delays, which in turn can affect the time required to detect an attack. On the other hand, solutions that work in the data plane seek to reduce this processing time. However, these solutions still need to address a restricted set of traffic analysis functionality, limiting the scope of the security solutions developed in the data plane. This paper proposes a data plane architecture that allows the use of more sophisticated solutions to be implemented directly in the data plane. The proposed architecture is composed of a component that acts alongside the P4 switch and adds flexibility to the switch to handle more complex operations. The architecture also provides support for the OpenFlow protocol, ensuring compatibility with currently deployed controllers. We compared two DoS attack detection techniques (chi-square and entropy) when applied to control and data planes. Experimental results show that the data plane and the control plane yield similar results in terms of detection accuracy, although the data plane requires fewer packets to detect the attack, on average 45% less compared to the control plane.