Periódicos, Publicação

Classification and evaluation of IoT brokers: A methodology

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Since the term Internet of Things (IoT) was coined by Kevin Ashton in 1999, a number of middleware platforms have been developed to cope with important challenges such as the integration of different technologies. In this context of heterogeneous technologies, IoT message brokers become critical elements for the proper function of smart systems and wireless sensor networks (WSN) infrastructures. There are several evaluations made on IoT messaging middleware performance. Nevertheless, most of them ignore crucial aspects of the IoT context that also need to be included, such as reliability and other qualitative aspects. Thus, in this article, we propose a methodology for classification and evaluation of IoT brokers to help the scientific community and technology industry on evaluating them according to their interests, without leaving out important aspects for the context of smart environments. Our methodology bases its qualitative evaluations on the ISO/IEC 25000 (SQuaRE) set of standards and its quantitative evaluations on Jain’s process for performance evaluation. We developed a case study to illustrate our proposal with 12 different open-source brokers, validating the feasibility of our methodological approach.

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Caching policies over unreliable channels

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Recently, there has been substantial progress in the formal understanding of how caching resources should be allocated when multiple caches each deploy the common LRU policy. Nonetheless, the role played by caching policies beyond LRU in a networked setting where content may be replicated across multiple caches and where channels are unreliable is still poorly understood. In this paper, we investigate this issue by first analyzing the cache miss rate in a system with two caches of unit size each, for the LRU, and the LFU caching policies, and their combination. Our analytical results show that joint use of the two policies outperforms LRU, while LFU outperforms all these policies whenever resource pooling is not optimal. We provide empirical results with larger caches to show that simple alternative policies, such as LFU, provide superior performance compared to LRU even if the space allocation is not fine tuned. We envision that fine tuning the cache space used by such policies may lead to promising additional gains.

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Levantamento das Estruturas Organizacionais em Organizaçoes Autônomas Descentralizadas Baseadas em Blockchain

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As Organizações Autônomas Descentralizadas Baseadas em Blockchain (Blockchain-Based Decentralized Autonomous Organizations-BCDAO) são sistemas que realizam tomadas de decisões visando a segurança. A estrutura organizacional é um aspecto que pode contribuir para a eficiência (eg, reduzindo gastos redundantes de recursos, esforços e tempo), no entanto, este aspecto não é explicito no desenvolvimento de BCDAO. Neste estudo é apresentado um levantamento das estruturas organizacionais baseadas na literatura de Sistema Multiagente (Multiagent System-MAS) BCDAO, que incluem hierarquia, holarquia, sociedade e mercados. O estudo descreve cada uma das estruturas organizacionais e como elas são empregadas em BCDAO, com o intuito de facilitar a avaliação comparativa de estilos organizacionais. Com isso, objetiva-se permitir a projetistas conhecer o espectro de possibilidades atual e, então, guiar a seleção de uma estrutura organizacional apropriada para um domínio de aplicação particular.

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Seleção de características por clusterização para melhorar a detecção de ataques de rede

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Sistemas de Detecção de Intrusão (IDSs) baseados em aprendizado de máquina (AM) vêm sendo amplamente utilizados para detectar tráfego malicioso e ataques às redes. Entretanto, essas abordagens ainda apresentam grandes dificuldades para detectar os diferentes tipos de ataques que vêm se aprimorando. Neste contexto, dentre os passos requeridos para uma avaliação baseada em AM, a seleção de características tem grande importância para propiciar maior eficiência na detecção de anomalias e ataques de rede, sendo ainda um problema em aberto. Este artigo propõe uma abordagem que realiza a seleção de características baseada em clusters para melhorar a detecção de ataques e tráfegos anômalos na rede. A proposta cria também um ranque com as características de tráfego que mais contribuíram para o incremento nos acertos dos algoritmos. Os resultados mostraram um desempenho superior às demais propostas avaliadas para cinco diferentes tipos de ataques, considerando a métrica F1 score.

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vsdnemul: Emulando de redes definidas por softwares através de contêineres docker

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O maior desafio no desenvolvimento de emuladores de redes SDN é torná-los mais realistas, versáteis e abertos. Além disso, eles também devem oferecer aplicações reais em seus experimentos, porém, devido à complexidade de integrá-las ao emulador, estas características nem sempre são desenvolvidas. Para oferecer uma solução mais diversificada e flexível que as atuais (ex. Mininet ou vEmulab), este artigo apresenta o vSDNEmul, um emulador de redes SDN onde os nós são baseados em contêineres Docker.

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Padroes de Projetos para Organizaçoes de Contratos Inteligentes

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Atualmente diferentes campos estão utilizando blockchain e contratos inteligentes para prover segurança aos sistemas. Esses sistemas podem utilizar múltiplos contratos inteligentes que se coordenam e cooperam entre si para alcançar seus objetivos, ou seja, formam uma organização de contratos inteligentes (Smart Contracts Organization-SCO). Portanto, esse estudo apresenta padrões de projetos de diferentes estruturas organizacionais baseadas na literatura de Sistema Multiagente (Multiagent System-MAS) e na de SCO, que incluem hierarquia, holarquia, sociedade e mercado. Os padrões de projetos são descritos, os sistemas que os apresentam são expostos e uma forma de avaliação e validação é proposta.

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Modelo de Otimização de Alocação de Recursos em LoRaWAN para Aplicações de Internet das Coisas

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O LoRaWAN é a tecnologia sem fio de longo alcance mais utilizada para aplicações de Internet das Coisas (IoT) que trabalham com alta densidade, pois é capaz de conectar dispositivos que requerem serviços de comunicação de longo alcance, baixo custo e menor consumo de energia. Contudo, a densificação do uso de LoRaWAN em serviços IoT traz uma série de desafios devido a interferência por transmissão simultânea no mesmo canal e/ou maior consumo de energia pelos dispositivos. Nesse contexto, é crucial entender os conceitos de alocação de recursos do LoRaWAN para otimizar a configuração de parâmetros específicos do rádio, ie, Fator de Espalhamento (SF) e Frequência de portadora (CF), em que a otimização dos parâmetros de transmissão via modelos de otimização é um desafio em aberto. Este artigo apresenta o MARCO, um modelo de otimização de alocação de recursos para minimizar a Qualidade de Serviço (QoS) do LoRaWAN para aplicações de IoT, além de contribuir para a melhora da eficiência enérgica dos dispositivos. O MARCO considera uma programação linear inteira mista para definir as configurações ideais dos parâmetros SF e CF, bem como especificações de trafego da rede como um todo. Resultados de simulação demonstram a eficiência em termos de taxa de extração de dados, número de colisões e consumo de energia do MARCO em comparação com as heurísticas de alocação de recursos para LoRaWAN existentes.

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An efficient heuristic LoRaWAN adaptive resource allocation for IoT applications

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Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) enables flexible long-range communication with low power consumption and low-cost design perspectives. However, the adoption of this technology brings new challenges due to the densification of IoT devices, which causes signal interference and affects the QoS directly. On the other hand, the flexibility in the LoRaWAN transmission configurations allows higher management in the use of end-device parameters, which allows better resource utilization and improves network scalability. This paper proposes an adaptive solution to handle the define best LoRaWAN parameter settings to reduce the channel utilization and, consequently, maximize the number of packets delivered. Additionally, to validate our method, we formulated mixed-Integer linear programming and results compared to those given by the heuristics. Results provided by the heuristic are close to those provided by the MILP.

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An Online Quantitative Measure of Density for Low-Power IoT Networks

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Low-Power Internet-of-Things (LPIoT) networks are formed by a massive number of power-constrained devices that use short-range wireless technologies to communicate. In the next years, the density of LPIoT networks tends to grow due to the low price of the IoT devices and the popularity of the IoT applications, which includes smart-home, building-monitoring, and smart-cities. Despite being a critical feature, often it is not clear how network density can be expressed in quantifiable terms. This letter proposes DENSity indeX (DENX), which is a measure for the density of LPIoT networks. DENX has been designed, implemented, and evaluated as an IoT platform tool to provide an online and fine-grained measure of density.