SEMAN - uma proposta de Middleware seguro para as redes ad hoc móveis

Abstract

Resumo: Devido às particularidades das redes ad hoc móveis (MANETs - Mobile Ad Hoc Networks), como a topologia dinâmica, a ausência de infraestrutura e a sua característica decentralizada, a implementação de aplicações complexas e flexíveis para estas redes torna-se um desafio. Para permitir o desenvolvimento dessas aplicações, diversas soluções de middleware foram propostas. Contudo, as soluções encontradas não consideram plenamente os requisitos de segurança dessas redes. Este trabalho apresenta um estudo dos middlewares propostos para as MANETs, relatando o seu funcionamento e apresentando um comparativo das funcionalidades disponíveis. Esses middlewares são categorizados de acordo com a seguinte classificação, proposta neste trabalho: baseados em espaços de tuplas, baseados em P2P, baseados em contexto, cross-layer e orientados à aplicação. Em seguida, com base nas limitações estudadas, é proposto um novo middleware de segurança para as MANETs, chamado de SEcure Middleware for Ad hoc Mobile Networks (SEMAN - Middleware seguro para as redes ad hoc móveis), que fornece um conjunto de serviços de segurança para facilitar o desenvolvimento de aplicações distribuídas, complexas e flexíveis. Para fornecer tais serviços e garantir a segurança, o SEMAN considera o contexto das aplicações e organiza os nós em grupos, também baseados nesses contextos. O middleware prevê três módulos: serviço, processamento e segurança. O módulo de serviço é responsável por manter todos os serviços e aplicações que são disponibilizados pelo nó hospedeiro a outros nós da rede. O módulo de processamento é responsável por manter o funcionamento central do middleware, atendendo os pedidos e gerenciando o registro dos serviços e componentes disponíveis. O módulo de segurança é o ponto principal do middleware e o foco desta tese. Ele possui os componentes de gerenciamento de chaves, de confiança e de grupos. Todos esses componentes foram desenvolvidos pelo autor e são descritos neste trabalho. Eles são suportados por um núcleo de operações criptográficas e atuam de acordo com regras e políticas de segurança. A integração desses componentes fornece garantias de segurança contra ataques às aplicações que utilizam o middleware.

Abstract: Due to the particularities of Mobile Ad Hoc Networks (MANETs), as their dynamic topology, lack of infrastructure and decentralized characteristic, the implementation of complex and flexible applications is a challenge. To enable the deployment of these applications, several middleware solutions were proposed. However, these solutions do not completely consider the security requirements of these networks. This thesis presents middleware solutions for MANETs, by describing their operations and presenting a comparative of the available functionalities. The middlewares were grouped according to this classification: tuple space-based, P2P-based, context-based, cross-layer and applicationoriented. Then, based on the limitations of the studied solutions, a new secure middleware is proposed, called SEcure Middleware for Ad hoc Networks (SEMAN), which provides a set of basic and secure services to MANETs aiming to facilitate the development of distributed, complex and flexible applications. To provide such services and ensure security to the applications, SEMAN considers the context of applications and organizes nodes into groups, also based on these contexts. The middleware includes three modules: service, processing, and security. Service module is responsible for maintaining all services and applications hosted by nodes. The processing module is responsible for maintaining the middleware core operation, listening the requests and managing the registry of available services and components. The security module is the main part of the middleware and the focus of this thesis. It has the following components: key management, trust management and group management. All these components were developed and are described in this work. They are supported by a cryptographic core and behave according to security rules and policies. The integration of these components provides security assurance against attacks to the applications that use the middleware.