Resource-efficient management of stateful confidential applications.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16778 |
Resumo: | O alto nível de poder computacional oferecido por provedores de nuvem pública, combinado com a flexibilidade, eficiência e custo reduzido, fazem desta um ambiente atrativo para a implantação de serviços e aplicações. Contudo, num ambiente altamente dinâmico e sem controle sobre a localidade precisa de dados e código, ou quem pode acessá-los, surgem preocupações a respeito de confidencialidade e integridade. De fato, a maioria das preocupações relacionadas à adoção da nuvem pública é relacionada a segurança. Embora algumas aplicações e serviços possam tolerar estas preocupações em nome da redução de custo, da maior flexibilidade e simplicidade de gerenciamento, outras aplicações têm requisitos tão rigorosos de confidencialidade, integridade e isolamento que a maior parte dos recursos ofertados por provedores de nuvem pública é simplesmente inadequados. Estas aplicações, a exemplo de internet banking e finanças, sistemas de saúde, de cidade inteligente (smart grids) ou serviços de documentos confidenciais, podem utilizar de tecnologias assistidas por hardware, como Ambientes de Execução Confiável, ou TEEs (do inglês, Trusted Execution Environments), para prover garantias de confidencialidade e integridade, mesmo em infraestruturas não-confiáveis. Os principais provedores de nuvem pública têm começado a oferecer instâncias com suporte a TEEs. Essas tecnologias, no entanto, comumente dependem de recursos de hardware especializados e escassos, o que se traduz em custos elevados e desempenho subótimo, especialmente para atender a uma larga escala. Este trabalho define um conjunto de requisitos de aplicação para confidencialidade, integridade e isolamento, e apresenta uma abordagem que visa à otimização do uso de recursos através do gerenciamento dinâmico de instâncias de aplicação em infraestruturas de nuvem confidencial. A abordagem é implantada em infraestruturas gerenciadas por Kubernetes, o gerenciador de contêineres padrão da indústria, e avaliada no contexto de uma aplicação de processamento de dados confidenciais providas por medidores de energia inteligentes (smart meters). |
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Resource-efficient management of stateful confidential applications.Gerenciamento eficiente de recursos de aplicativos confidenciais com estado.Computação na NuvemComputação ConfidencialProvisionamento de Recursos Intel SGXCloud ComputingConfidential ComputingIntel SGX Resource ProvisioningCiência da ComputaçãoO alto nível de poder computacional oferecido por provedores de nuvem pública, combinado com a flexibilidade, eficiência e custo reduzido, fazem desta um ambiente atrativo para a implantação de serviços e aplicações. Contudo, num ambiente altamente dinâmico e sem controle sobre a localidade precisa de dados e código, ou quem pode acessá-los, surgem preocupações a respeito de confidencialidade e integridade. De fato, a maioria das preocupações relacionadas à adoção da nuvem pública é relacionada a segurança. Embora algumas aplicações e serviços possam tolerar estas preocupações em nome da redução de custo, da maior flexibilidade e simplicidade de gerenciamento, outras aplicações têm requisitos tão rigorosos de confidencialidade, integridade e isolamento que a maior parte dos recursos ofertados por provedores de nuvem pública é simplesmente inadequados. Estas aplicações, a exemplo de internet banking e finanças, sistemas de saúde, de cidade inteligente (smart grids) ou serviços de documentos confidenciais, podem utilizar de tecnologias assistidas por hardware, como Ambientes de Execução Confiável, ou TEEs (do inglês, Trusted Execution Environments), para prover garantias de confidencialidade e integridade, mesmo em infraestruturas não-confiáveis. Os principais provedores de nuvem pública têm começado a oferecer instâncias com suporte a TEEs. Essas tecnologias, no entanto, comumente dependem de recursos de hardware especializados e escassos, o que se traduz em custos elevados e desempenho subótimo, especialmente para atender a uma larga escala. Este trabalho define um conjunto de requisitos de aplicação para confidencialidade, integridade e isolamento, e apresenta uma abordagem que visa à otimização do uso de recursos através do gerenciamento dinâmico de instâncias de aplicação em infraestruturas de nuvem confidencial. A abordagem é implantada em infraestruturas gerenciadas por Kubernetes, o gerenciador de contêineres padrão da indústria, e avaliada no contexto de uma aplicação de processamento de dados confidenciais providas por medidores de energia inteligentes (smart meters).The high level of computing power offered by cloud providers, combined with the flexibility, efficiency and reduced costs make the public cloud an attractive environment for deploying services and applications. However, this highly dynamical environment and the uncertainty about the actual location of the application and data, or who has access to it, raise questions about confidentiality and integrity of running applications and services in such environments. In fact, most of the concerns that prevent an even broader adoption of public cloud providers are related to security. Although some applications can overlook such concerns in the name of the cost reduction and almost infinite resources,some other applications have such a strict set of requirements with respect to confidentiality, integrity and data isolation that most public cloud offerings are simply not suitable. These applications, such as internet banking and finance, healthcare systems, smart grid or confidential document services, can rely on hardware-assisted technology, such as Trusted Execution Environments (TEEs), to provide confidentiality and integrity guarantees, even in untrusted infrastructures. The major public cloud providers have also started to offer TEE-enabled instances. However, these technologies usually rely on scarce hardware resources, that often translate to higher costs and subpar performance, especially when deploying for large scales. This work defines a set of application requirements w.r.t. confidentiality, integrity and data isolation, and presents a resource-efficient approach to dynamically manage large sets of application instances in confidential cloud infrastructures. This approach is deployed to infrastructures managed by Kubernetes, the industry-standard container orchestrator, and evaluated in the context of an application that manages sensitive smart meter data.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOUFCGBRITO, Andrey Elísio Monteiro.BRITO, ANDREY ELISIO MONTEIROhttp://lattes.cnpq.br/2634324830901340SILVA , Thiago Emmanuel Pereira da Cunha.FETZER, Christof.SOUZA, Clenimar Filemon.2020-10-272020-12-21T14:18:14Z2020-12-212020-12-21T14:18:14Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16778SOUZA, C. F. Resource-efficient management of stateful confidential applications. 2020. 61 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020.enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2020-12-21T14:18:14Zoai:localhost:riufcg/16778Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512020-12-21T14:18:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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