SOTARU: uma Abordagem baseada em Blockchain de consórcio para atualização remota de firmware no cenário da IoT

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Peter, Cleber da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Catolica de Pelotas; Centro de Ciencias Sociais e Tecnologicas; Brasil; UCPel; Mestrado em Engenharia Eletronica e Computacao
• Palavras-chave em Português: internet das coisas (IoT), atualização de firmware (OTA); computação autonômica; blockchain; internet of things (IoT); firmware update (OTA); autonomic computing; blockchain; ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede.ucpel.edu.br:8080/jspui/handle/jspui/939

O aumento de capacidade computacional dos dispositivos empregados na Internet das Coisas (IoT) têm impulsionado um movimento de elevação de complexidade das soluções empregadas nos dispositivos de borda, o que como consequência torna estes sistemas mais suscetíveis a falhas. Também é crescente o emprego da IoT em sistemas críticos nos quais o conceito de computação autonômica é largamente adotado como forma de garantir que as eventuais falhas dos sistemas embarcados sejam rapidamente identificadas e sanadas, afinal, dos sistemas ditos autonômicos, é esperado tanto a tolerância a falhas quanto a adaptação a novos cenários de operação. Todavia, tais adequações por vezes excedem uma simples reconfiguração de parâmetros sendo necessário, portanto, a atualização do Firmware instalado no dispositivo, procedimento denominado de Over-The-Air (OTA). As abordagens de OTA geralmente adotam modelos tradicionais de conexão cliente-servidor no qual um único servidor centralizado é responsável pela distribuição da atualização para toda a gama de dispositivos. Apesar de largamente adotada, esta abordagem possui no servidor de atualização um Single Point of Failure (SPOF) com a capacidade de comprometer toda a arquitetura. Neste sentido, este trabalho apresenta uma nova abordagem de OTA, denominada SOTARU, a qual propõem a utilização de uma Blockchain de consórcio em conjunto com um protocolo de comunicação Peer-to-Peer (P2P) para prover uma infraestrutura de armazenamento amplamente descentralizada como forma de mitigar o SPOF e assim prover uma alta disponibilidade do sistema de atualização. A avaliação deste trabalho foi organizada em dois momentos: (i) primeiramente foi realizada uma análise de segurança onde foi verificada a susceptibilidade da abordagem SOTARU em relação aos ataques cibernéticos comumente aplicados contra abordagens de OTA; e, (ii) na continuidade para uma análise de robustez, a proposta foi instanciada junto ao Common Open Research Emulator (CORE) com o objetivo de avaliar o seu comportamento mediante a falha dos servidores que compõem sua infraestrutura, bem como a sua capacidade de operação quando na presença de links de rede com elevada latência. Por fim, a aplicabilidade e interoperabilidade da proposta foram avaliadas mediante uma prova de conceito desenvolvida sobre os nodos do middleware EXEHDA. Os resultados obtidos se mostraram promissores, apontando para a continuidade dos estudos e pesquisas na área.