Projeto de estruturas de comunicação intrachip baseadas em NoC que implementam serviços de QoS e segurança.

Autor(es)

Martha Johanna Sepúlveda Flórez

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC)
• Data de defesa: 2011-07-27

Membros da banca

Marius Strum; José Roberto de Almeida Amazonas; Fernando Gehm Moraes; Wilson Vicente Ruggiero; Cesar Albenes Zeferino

• Orientador: Marius Strum

Resumo

Os atuais sistemas eletrônicos desenvolvidos na forma de SoCs (Sistemas-sobre-Silício) são caracterizados pelo incremento de informação crítica que é capturada, armazenada e processada. Com a introdução dos SoCs nos sistemas distribuídos que promovem o compartilhamento dos recursos, a segurança vem se transformando num requisito de projeto extremamente importante. Os atuais SoCs são alvo de ataques. O desafio consiste em projetar um SoC seguro que satisfaça os requisitos de segurança e desempenho, próprios para cada aplicação. A estrutura de comunicação está se tornando o coração do SoC. Esta possui um impacto significativo no desempenho do sistema. A inclusão de serviços de segurança na estrutura de comunicação é vantajosa devido à sua capacidade de: 1) monitorar a informação transmitida; 2) detectar violações; 3) bloquear ataques; e 4) fornecer informações para diagnóstico e ativação de mecanismos de recuperação e defesa. O presente trabalho propõe a implementação do conceito de QoSS (Qualidade do Serviço de Segurança) no projeto da estrutura de comunicação baseada em redes intrachip (NoCs, Network-on-Chip). QoSS permite a inclusão da segurança como uma dimensão de QoS (Quality-of-Sevice), admitindo a existência de diferentes níveis de proteção. A adoção do QoSS no projeto das NoCs permite a exploração do espaço de projeto das NoCs levando em consideração o compromisso entre a segurança do sistema e o desempenho do sistema. A inclusão do QoSS na NoC é realizada através de uma metodologia que inclui 5 etapas: definição, descrição, implementação, avaliação e otimização. Como resultado é obtido um conjunto de NoCsQoSS que satisfazem os requisitos de segurança e desempenho do sistema. Criamos neste trabalho o ambiente de simulação APOLLO que fornece suporte na rápida exploração do espaço de soluções a partir de modelos SystemC-TLM do SoC. Neste trabalho, apresentamos três estudos de caso que utilizam a nossa metodologia de projeto de NoCs com QoSS na implementação de políticas de segurança estática e dinâmica. Os serviços de segurança de controle de acesso e autenticação foram implementados de duas formas: na interface da rede e no roteador. Realizamos a avaliação da eficácia e eficiência das NoCs resultantes sob diferentes condições de ataques e de tráfego, resultado da variação topológica do tráfego, natureza e tipo de tráfego. Mostramos que a implementação da segurança no roteador é mais eficiente que a implementação na interface da rede em termos de latência e potência sob todas as diferentes condições de tráfego. Porém, a utilização na interface permite a inclusão das características da segurança na NoC de uma maneira mais simples. Desta forma para sistemas complexos a implementação na interface é vantajosa. (AU)

• Processo FAPESP: 07/55047-0 - Projeto de estruturas de comunicação intrachip baseadas em NOc que implementa serviços QoS e segurança
• Beneficiário: Martha Johanna Sepúlveda Flórez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado