Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2013.Visando suprir a necessidade de segurança no funcionamento de sistemas computacionais, diversas abordagens tolerantes a faltas bizantinas foram criadas. Apesar de terem fins práticos, a maior parte destas abordagens ainda apresenta um fraco desempenho ou requisitos que limitam seu uso em boa parte dos cenários reais. Neste trabalho de pesquisa é apresentada uma arquitetura e um algoritmo para replicação de máquina de estados tolerante a faltas bizantinas usando virtualização. A virtualização, apesar de existir há mais de 30 anos, vem se tornando cada vez mais comum recentemente, sendo muito utilizada em aplicações de computação em nuvens. São exploradas as vantagens fornecidas pela virtualização para detectar e tolerar réplicas faltosas, de forma a transformar ou reduzir faltas bizantinas em faltas de omissão. Com esta transformação, a abordagem apresentada é capaz de reduzir o número total de réplicas físicas necessárias de 3f + 1, em abordagens tradicionais, para 2f + 1. Esta abordagem se baseia no conceito de máquinas virtuais gêmeas, ou seja, na execução de um conjunto de máquinas virtuais em cada máquina física, cada uma funcionando de uma certa forma como um detector de falhas de sua gêmea, a partir da validação das mensagens enviadas. Neste contexto, um protótipo foi implementado e alguns experimentos foram realizados para obter medidas do desempenho da abordagem em uma execução prática. Abstract : Aiming to supply the need for security in information systems, a lotof approaches were proposed. Despite of being practical, most part ofthese approaches still lack in performance or have too strong requirements.We present an architecture and an algorithm for Byzantinefault-tolerant state machine replication using virtualization. Despite ofexisting for more than 30 years, virtualization is becoming more common,mainly because of cloud computing applications. Our algorithmexplores the advantages of virtualization to reliably detect and toleratefaulty replicas, allowing the transformation of Byzantine faults intoomission faults. Our approach reduces the total number of physicalreplicas from 3f +1, in traditional approaches, to 2f +1. Our approachis based on the concept of twin virtual machines, where thereare a set of virtual machines in each physical host, each one acting asfailure detector of its twin, by the validation of the messages sent
