Security architecture for Fog-To-Cloud continuum system

Nowadays, by increasing the number of connected devices to Internet rapidly, cloud computing cannot handle the real-time processing. Therefore, fog computing was emerged for providing data processing, filtering, aggregating, storing, network, and computing closer to the users. Fog computing provides real-time processing with lower latency than cloud. However, fog computing did not come to compete with cloud, it comes to complete the cloud. Therefore, a hierarchical Fog-to-Cloud (F2C) continuum system was introduced. The F2C system brings the collaboration between distributed fogs and centralized cloud. In F2C systems, one of the main challenges is security. Traditional cloud as security provider is not suitable for the F2C system due to be a single-point-of-failure; and even the increasing number of devices at the edge of the network brings scalability issues. Furthermore, traditional cloud security cannot be applied to the fog devices due to their lower computational power than cloud. On the other hand, considering fog nodes as security providers for the edge of the network brings Quality of Service (QoS) issues due to huge fog device’s computational power consumption by security algorithms. There are some security solutions for fog computing but they are not considering the hierarchical fog to cloud characteristics that can cause a no-secure collaboration between fog and cloud. In this thesis, the security considerations, attacks, challenges, requirements, and existing solutions are deeply analyzed and reviewed. And finally, a decoupled security architecture is proposed to provide the demanded security in hierarchical and distributed fashion with less impact on the QoS.Hoy en día, al aumentar rápidamente el número de dispositivos conectados a Internet, el cloud computing no puede gestionar el procesamiento en tiempo real. Por lo tanto, la informática de niebla surgió para proporcionar procesamiento de datos, filtrado, agregación, almacenamiento, red y computación más cercana a los usuarios. La computación nebulizada proporciona procesamiento en tiempo real con menor latencia que la nube. Sin embargo, la informática de niebla no llegó a competir con la nube, sino que viene a completar la nube. Por lo tanto, se introdujo un sistema continuo jerárquico de niebla a nube (F2C). El sistema F2C aporta la colaboración entre las nieblas distribuidas y la nube centralizada. En los sistemas F2C, uno de los principales retos es la seguridad. La nube tradicional como proveedor de seguridad no es adecuada para el sistema F2C debido a que se trata de un único punto de fallo; e incluso el creciente número de dispositivos en el borde de la red trae consigo problemas de escalabilidad. Además, la seguridad tradicional de la nube no se puede aplicar a los dispositivos de niebla debido a su menor poder computacional que la nube. Por otro lado, considerar los nodos de niebla como proveedores de seguridad para el borde de la red trae problemas de Calidad de Servicio (QoS) debido al enorme consumo de energía computacional del dispositivo de niebla por parte de los algoritmos de seguridad. Existen algunas soluciones de seguridad para la informática de niebla, pero no están considerando las características de niebla a nube jerárquica que pueden causar una colaboración insegura entre niebla y nube. En esta tesis, las consideraciones de seguridad, los ataques, los desafíos, los requisitos y las soluciones existentes se analizan y revisan en profundidad. Y finalmente, se propone una arquitectura de seguridad desacoplada para proporcionar la seguridad exigida de forma jerárquica y distribuida con menor impacto en la QoS.Postprint (published version

Consorcio para la colaboración en I+D+I en temas de Cloud Computing, Big Data y Emerging Topics (CCC-BD&ET)

El Consorcio de I+D+I en Cloud Computing, Big Data & Emerging Topics (CCC-BD&ET) es una iniciativa para fomentar y formalizar la colaboración existente entre grupos de investigación de varias universidades en temáticas vinculadas a Cloud Computing, el análisis de datos masivo y tópicos emergentes, como la visión por computadora, el aprendizaje automático y los sistemas inteligentes, entre otros. Estas temáticas, y su integración, han adquirido creciente importancia por su aplicación en dominios de alto impacto como las ciudades inteligentes, la internet de las cosas, los sistemas de e-health y los basados en tecnologías de block-chain. Los integrantes del consorcio, provenientes mayoritariamente de Argentina, Chile y España, han tenido a lo largo de los años distintas experiencias de trabajo conjunto que fueron consolidadas a partir de la organización y realización de las Jornadas de Cloud Computing-Big Data & Emerging Topics (JCC-BD&ET) llevadas a cabo en la Universidad Nacional de La Plata (Argentina). La constitución de este Consorcio, reafirma y formaliza estas líneas de colaboración proponiendo acciones de cooperación académica vinculadas con la formación de recursos humanos, la formulación y ejecución de proyectos conjuntos, y la vinculación con empresas y organismos relacionados con la industria informática, entre otras.Eje: Redes de cooperación científica internacionales.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Consorcio para la colaboración en I+D+I en Temas de Cloud Computing, Big Data y Emerging Topics (CCC-BD&ET) : Proyecto Integrador: “Transformación Digital en la incorporación de la Resiliencia como un Key Performance Indicator de Prestaciones Sociales (KPIS)”

El Consorcio de I+D+i en Cloud Computing, Big Data & Emerging Topics (CCC-BD&ET) es una iniciativa para fomentar y formalizar la colaboración existente entre grupos de investigación de varias universidades en temáticas vinculadas a Cloud Computing, al Análisis Masivo de Datos y a Tópicos Emergentes, como las tecnologías 4.0, entre otros. Estas temáticas, y su integración, han adquirido creciente importancia por su aplicación en dominios de alto impacto como las ciudades inteligentes, la internet de las cosas, los sistemas de e-health y los basados en tecnologías de block-chain. Los integrantes del consorcio, provenientes mayoritariamente de Argentina, Chile y España han tenido, a lo largo de los años, diversas experiencias de trabajo conjunto que fueron consolidadas a partir de la organización y realización de las Jornadas de Cloud Computing-Big Data & Emerging Topics (JCC-BD&ET) llevadas a cabo en la Universidad Nacional de La Plata (Argentina). La constitución de este Consorcio, reafirma y formaliza estas líneas de colaboración proponiendo acciones de cooperación académica vinculadas con la formación de recursos humanos, la formulación y ejecución de proyectos conjuntos, y la vinculación con empresas y organismos relacionados con la industria informática, entre otras. Este trabajo presenta el avance del consorcio en la definición de un proyecto integrador que tiene como eje la Resiliencia para la Transformación Digital.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Software de base, métricas y aplicaciones en arquitecturas multiprocesador orientadas a cómputo de altas prestaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores y GPUs), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas, estudiar el consumo energético y su impacto en la perfomance así como desarrollar esquemas para detección y tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”. Analizar y desarrollar software de base para clusters de multicores y GPUs, tratando de optimizar el rendimiento. Investigar arquitecturas multicore asimétricas, sus aplicaciones y el software de base de las mismas apuntando a optimizar el rendimiento de aplicaciones de propósito general. A partir del año 2013 se han incorporado nuevas líneas de interés: - Cloud computing, incluyendo aplicaciones de HPC sobre cloud. - El desarrollo de aplicaciones que integran Big Data y procesamiento sobre Cloud. - La utilización de los registros de hardware de los procesadores para la toma de diferentes decisiones en tiempo de ejecución. - El desarrollo de herramientas para la transformación de código heredado, buscando su optimización sobre arquitecturas paralelas. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuído y ParaleloRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Arquitecturas multiprocesador en cómputo de altas prestaciones: software de base, métricas y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores y GPUs), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas y desarrollar esquemas de tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”. Analizar la eficiencia energética en estas arquitecturas paralelas, considerando el impacto de la arquitectura, el sistema operativo, el modelo de programación y el algoritmo específico. Analizar y desarrollar software de base para clusters de multicores y GPUs, tratando de optimizar el rendimiento. En el año 2013 se han incorporado nuevas líneas de interés: - El desarrollo de aplicaciones sobre Cloud y en particular las aplicaciones de Big Data en Cloud. - La utilización de los registros de hardware de los procesadores para la toma de diferentes decisiones en tiempo de ejecución. - El desarrollo de herramientas para la transformación de código heredado, buscando su optimización sobre arquitecturas paralelas. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuido y ParaleloRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Arquitecturas multiprocesador en cómputo de altas prestaciones: software de base, métricas y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores y GPUs), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas y desarrollar esquemas de tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”. Analizar la eficiencia energética en estas arquitecturas paralelas, considerando el impacto de la arquitectura, el sistema operativo, el modelo de programación y el algoritmo específico. Analizar y desarrollar software de base para clusters de multicores y GPUs, tratando de optimizar el rendimiento. En el año 2013 se han incorporado nuevas líneas de interés: - El desarrollo de aplicaciones sobre Cloud y en particular las aplicaciones de Big Data en Cloud. - La utilización de los registros de hardware de los procesadores para la toma de diferentes decisiones en tiempo de ejecución. - El desarrollo de herramientas para la transformación de código heredado, buscando su optimización sobre arquitecturas paralelas. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuido y ParaleloRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Arquitecturas multiprocesador en cómputo de altas prestaciones: software de base, métricas y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores y GPUs), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas y desarrollar esquemas de tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”. Analizar la eficiencia energética en estas arquitecturas paralelas, considerando el impacto de la arquitectura, el sistema operativo, el modelo de programación y el algoritmo específico. Analizar y desarrollar software de base para clusters de multicores y GPUs, tratando de optimizar el rendimiento. En el año 2013 se han incorporado nuevas líneas de interés: - El desarrollo de aplicaciones sobre Cloud y en particular las aplicaciones de Big Data en Cloud. - La utilización de los registros de hardware de los procesadores para la toma de diferentes decisiones en tiempo de ejecución. - El desarrollo de herramientas para la transformación de código heredado, buscando su optimización sobre arquitecturas paralelas. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuido y ParaleloRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Arquitecturas multiprocesador en computación de alto desempeño: software, métricas, modelos y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores, GPUs y Xeon Phi), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas, estudiar el consumo energético y su impacto en la perfomance así como desarrollar esquemas para detección y tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. Iniciar investigación experimental con arquitecturas paralelas basadas en FPGAs. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”. Analizar y desarrollar software de base para clusters, tratando de optimizar el rendimiento. Investigar arquitecturas multicore asimétricas, desarrollar algoritmos de planificación en el software de sistema operativo para permitir la optimización del rendimiento y consumo energético en aplicaciones de propósito general. Estudiar clases de aplicaciones inteligentes en tiempo real, en particular el trabajo colaborativo de robots conectados a un cloud y procesamiento de Big Data. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Computación de Alto Desempeño, Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuido y Paralelo.Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Arquitecturas multiprocesador en HPC: software, métricas y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores, GPUs y Xeon Phi), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas, estudiar el consumo energético y su impacto en la perfomance así como desarrollar esquemas para detección y tolerancia a fallas en las mismas.\nProfundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance.\nIniciar investigación experimental con arquitecturas paralelas basadas en FPGAs. En particular estudiar perfomance en Clusters “híbridos”.\nAnalizar y desarrollar software de base para clusters, tratando de optimizar el rendimiento.\nInvestigar arquitecturas multicore asimétricas, desarrollar algoritmos de planificación en el software de sistema operativo para permitir la optimización del rendimiento y consumo energético en aplicaciones de propósito general.\nEstudiar clases de aplicaciones inteligentes en tiempo real, en particular el trabajo colaborativo de robots conectados a un cloud.\nEs de hacer notar que este proyecto se coordina con otros proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Paralelos, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real.Eje: Procesamiento Distribuido y Paralel

Arquitecturas multiprocesador en HPC: software de base, métricas y aplicaciones

Caracterizar las arquitecturas multiprocesador distribuidas enfocadas especialmente a cluster y cloud computing, con énfasis en las que utilizan procesadores de múltiples núcleos (multicores y GPUs), con el objetivo de modelizarlas, estudiar su escalabilidad, analizar y predecir performance de aplicaciones paralelas y desarrollar esquemas de tolerancia a fallas en las mismas. Profundizar el estudio de arquitecturas basadas en GPUs y su comparación con clusters de multicores, así como el empleo combinado de GPUs y multicores en computadoras de alta perfomance. Analizar la eficiencia energética en estas arquitecturas paralelas, considerando el impacto de la arquitectura, el sistema operativo, el modelo de programación y el algoritmo específico. Analizar y desarrollar software de base para clusters de multicores y GPUs, tratando de optimizar el rendimiento. En el año 2012 se han agregado dos líneas de interés: - El estudio de clusters híbridos, que combinen multicores y GPUs. - La utilización de los registros de hardware de los procesadores para la toma de diferentes decisiones en tiempo de ejecución. Es de hacer notar que este proyecto se coordina con otros dos proyectos en curso en el III-LIDI, relacionados con Algoritmos Distribuidos/Paralelos y Sistemas de Software Distribuido.Eje: Procesamiento Distribuido y ParaleloRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI