Confianc¸a em Grades Computacionais Ad Hoc

Confianc¸a ´e uma necessidade fundamental no comportamento humano, que, por milˆenios, contribui para a colaborac¸˜ao entre pessoas e organizac¸˜oes [Carbone et al., 2003]. Assim, diversos trabalhos encontrados na literatura tentam criar soluc¸˜oes para transferir os modelos de confianc¸a dos humanos para ambientes computacionais colaborativos e dinˆamicos. Portanto, confianc¸a pode ser definida como uma medida na qual uma parte en- volvida depende de algo ou de algu´em em uma determinada situac¸˜ao, com um sentimento regular de seguranc¸a e sempre sabendo de poss´ıveis conseq¨uˆencias negativas [Josang et al., 2007].

Atualmente, a confianc¸a tem sido um fator importante para o com´ercio eletrˆonico via Internet. Os consumidores devem confiar nos vendedores que est˜ao oferecendo um produto ou um servic¸o atrav´es de uma p´agina web. Al´em disso, os usu´arios precisam ter a certeza de que a privacidade ´e mantida, tanto por parte do consumidor como por parte do vendedor. Assim, a confianc¸a se tornou o principal requisito para a realizac¸˜ao de compra e venda nos sistemas de com´ercio eletrˆonico on-line.

3.1. Confianc¸a em Ambientes Computacionais

Em ambientes computacionais, principalmente em sistemas distribu´ıdos, a ac¸˜ao de autorizar um usu´ario desconhecido a usar os seus recursos envolve duas principais considerac¸˜oes. Primeiramente, os usu´arios e os recursos devem ser capazes de identificar a si mesmos de forma confi´avel. Por outro lado, todos os usu´arios devem confiar nas outras entidades envolvidas no sistema distribu´ıdo para executarem corretamente as suas atividades. Portanto, podem ser identificados dois tipos de confianc¸a nestes ambientes computacionais, conhecidos como confianc¸a na identificac¸˜ao e confianc¸a no comporta- mento [Brinklov e Sharp, 2007].

Com base nas caracter´ısticas de confianc¸a em ambientes computacionais, [Grandi- son e Sloman, 2000] relacionam confianc¸a aos servic¸os de internet. Esta relac¸˜ao sempre trata de duas entidades: uma estac¸˜ao que confia, chamada de Trustor; e outra estac¸˜ao confi´avel, chamada de Trustee. Desta forma, estes autores fazem a seguinte classificac¸˜ao: • Confianc¸a no provimento de servic¸os: apresenta a relac¸˜ao de confianc¸a entre um consumidor e um provedor de servic¸os. Portanto, uma determinada estac¸˜ao confia nos servic¸os oferecidos por outra parte envolvida. Em geral, esta classificac¸˜ao est´a relacionada `a integridade ou confidencialidade dos dados. Por exemplo, os servic¸os de internet banking devem assegurar que a senha de um usu´ario n˜ao ser´a divulgada, al´em disso, devem manter a privacidade de qualquer outra informac¸˜ao, tais como nome, enderec¸o e n´umero de cart˜ao de cr´edito.

• Confianc¸a no acesso ao recurso: descreve confianc¸a no acesso aos recursos per- tencentes `a entidade que disponibiliza recursos. Em outras palavras, o Trustor permite que o Trustee use ou controle os seus recursos. Os principais exemplos de soluc¸˜oes para esse tipo de confianc¸a s˜ao os mecanismos de controle de acesso, que v˜ao desde pol´ıticas de autorizac¸˜ao de usu´arios at´e regras de firewall.

• Confianc¸a na delegac¸˜ao: representa o caso em que o Trustee toma todas as decis˜oes relacionadas aos recursos e servic¸os de um Trustor. A principal preocupac¸˜ao deste tipo de confianc¸a ´e atribuir n´ıveis de confianc¸a para definir en- tidades com valores superiores e, assim, poder formar um conjunto de entidades confi´aveis para delegar as func¸˜oes e ac¸˜oes das outras entidades da grade.

• Confianc¸a na certificac¸˜ao: representa a confianc¸a de uma entidade a partir de uma terceira parte envolvida, que pode ser representado pelo conjunto de certifi- cados apresentados pelo Trustee para o Trustor. Os exemplos mais comuns deste tipo de confianc¸a podem ser encontrados em sistemas de autenticac¸˜ao, tais como o X.509 e o PGP [Elkins, 1996].

• Confianc¸a no contexto: apresenta um contexto base que o Trustor deve confiar. Em outras palavras, esta classificac¸˜ao descreve uma base de definic¸˜oes na qual o Trustor acredita que contenha todos os requisitos de seguranc¸a necess´arios ao sistema em todas as transac¸˜oes.

Ao conhecer os problemas relacionados `a confianc¸a em ambientes computacionais dinˆamicos, pode-se concluir que estes desafios tamb´em afetam os cen´arios de grades com- putacionais. Grade computacional ´e definida como um conjunto de computadores que objetivam o compartilhamento de recursos [Foster e Kesselman, 2000]. As grades com- putacionais surgiram como uma soluc¸˜ao de computac¸˜ao distribu´ıda para a execuc¸˜ao de

experimentos cient´ıficos. Neste exemplo de utilizac¸˜ao, pode-se notar que todos os parti- cipantes da grade se conhecem e podem formar uma grade fortemente confi´avel. No en- tanto, quando a grade ´e usada para objetivos de neg´ocio, existe uma maior probabilidade de se compartilhar recursos com entidades desconhecidas, em cen´arios onde a mudanc¸a de usu´arios ´e constante. Este tipo de cen´ario altamente dinˆamico foi denominado grade computacional ad hoc [Friese, 2006].

3.2. Confianc¸a em Grades Computacionais Ad Hoc

As grades computacionais ad hoc podem ser definidas como grades formadas por entidades que se conectam e desconectam a qualquer instante, n˜ao disponibilizando os seus recursos de forma dedicada. Al´em disso, podem ser entendidas como uma ex- tens˜ao das grades fixas convencionais, capazes de interligar um cen´ario distribu´ıdo infra- estrututrado com um cen´ario sem infra estrutura pr´e-definida. A Figura 1 apresenta estes dois exemplos de grades computacionais ad hoc, comparando com um exemplo de grade computacional fixa.

Figura 1. Exemplos de Grades Computacionais.

Seguindo os exemplos apresentados na Figura 1, pode-se perceber que a Grade Fixa ´e formada somente por recursos permanentes, ou seja, todas as entidades s˜ao dedi- cadas ao compartilhamento de recursos na grade computacional. Desta forma, na grade fixa, o usu´ario sempre pode contar com a presenc¸a de todos os recursos permanentes na execuc¸˜ao de suas tarefas. Por outro lado, a Grade Ad Hoc A ´e formada atrav´es da integrac¸˜ao de recursos permanentes e transientes. Essas grades podem usar pol´ıticas para cada tipo de usu´ario, diferenciando o tratamento entre as entidades transientes e perma- nentes. J´a a Grade Ad Hoc B ´e formada somente por recursos transientes, constituindo, assim, uma grade totalmente ad hoc. Ao analisar os trˆes poss´ıveis exemplos de grades computacionais, esse trabalho tem como objetivo analisar modelos de seguranc¸a em um cen´ario totalmente Ad Hoc, representado pela Grade Ad Hoc B da Figura 1.

Figura 2. Relac¸ ˜ao de confianc¸a em grades computacionais ad hoc.

as entidades envolvidas nas relac¸˜oes de confianc¸a da grade computacional ad hoc. Em resumo, existem duas entidades principais:

• Provedor - s˜ao as entidades que disponibilizam os seus recursos e servic¸os para outras entidades da grade computacional ad hoc.

• Consumidor - s˜ao as entidades que utilizam os recursos da grade computacional ad hoc.

Uma entidade pode ser, ao mesmo tempo, provedora e consumidora da grade. Para que a grade computacional ad hoc funcione corretamente, todas as entidades esta- belecem uma relac¸˜ao de confianc¸a. Em outras palavras, os provedores devem confiar nas entradas dos consumidores e os consumidores devem confiar nos servic¸os e nos recursos disponibilizados pelos provedores.

Na ´area de seguranc¸a em grades computacionais ad hoc, principalmente nos mecanismos distribu´ıdos de detecc¸˜ao e punic¸˜ao de estac¸˜oes maliciosas, todas as entidades envolvidas devem definir uma nova pol´ıtica de confianc¸a. Essa nova pol´ıtica vai al´em da relac¸˜ao provedor e consumidor, pois agora existir´a uma relac¸˜ao de confianc¸a entre as en- tidades que est˜ao detectando estac¸˜oes maliciosas e informando a presenc¸a destas estac¸˜oes para a grade. A Figura 2 mostra as relac¸˜oes de confianc¸a que existem nos mecanismos de detecc¸˜ao e punic¸˜ao de estac¸˜oes maliciosas da grade computacional ad hoc.

Supondo que todas as entidades da grade s˜ao provedoras e consumidoras de recur- sos e que cada estac¸˜ao utiliza um mecanismo distribu´ıdo de punic¸˜ao, a Figura 2 mostra um exemplo de troca de informac¸˜oes sobre uma estac¸˜ao suspeita na grade. De acordo com a figura, a estac¸˜ao A solicita para a grade informac¸˜oes sobre a reputac¸˜ao da estac¸˜ao G. A solicitac¸˜ao foi iniciada devido `a detecc¸˜ao de alterac¸˜ao no resultado enviado pela estac¸˜ao G. Esta detecc¸˜ao pode ser realizada atrav´es de um mecanismo de r´eplicas de tarefas submetidas para a grade, que compara todas as respostas recebidas e detecta o resultado que se difere dos outros. A Figura 2 mostra que A recebe uma informac¸˜ao negativa da estac¸˜ao D sobre a estac¸˜ao G. No entanto, todas as outras estac¸˜oes enviam informac¸˜oes positivas sobre a estac¸˜ao G. Portanto, pode-se deduzir que a estac¸˜ao D ´e uma estac¸˜ao que passa informac¸˜oes falsas sobre as reputac¸˜oes de outras estac¸˜oes da rede. Seguindo este racioc´ınio, pode-se notar que uma estac¸˜ao que envia falsos alertas na grade pode

prejudicar o funcionamento da mesma, pois as estac¸˜oes normais podem ser consideradas maliciosas, gerando falso-positivos nas detecc¸˜oes.

Para combater esse tipo de problema, [Virendra et al., 2005] prop˜oem uma equac¸˜ao que determina a confianc¸a que um usu´ario tem em relac¸˜ao a outro em um cen´ario dinˆamico. Esta equac¸˜ao ´e apresentada e analisada na pr´oxima sec¸˜ao.