Task scheduling and security for edge devices in internet of things applications

Abstract

A evolução da Internet das Coisas, Internet of Things (IoT), e a grande quantidade de dados que tem sido trocada entre os dispositivos e a nuvem nos levaram ao paradigma chamado Edge Computing, ou computação de borda. Ele permite a migração da computação da nuvem para a borda da rede e pode proporcionar latência baixa e previsível para usuários finais e aplicações, serviços de segurança e de preservação da privacidade, baixo custo de largura de banda, entre outros. Contudo, novos desafios têm surgido nos dispositivos de borda. Primeiro, a descentralização das aplicações da IoT para a borda da rede torna os dispositivos mais visíveis a ataques, principalmente os dispositivos de borda com limitações de recursos que não suportam mecanismos complexos de segurança devido às suas características. Segundo, os dispositivos de borda geralmente constituem aplicações de baixa latência e de computação intensiva da IoT. Dados gerados por esses dispositivos só são úteis se puderem ser processados de acordo com os requisitos de Qualidade de Serviço, Quality of Service (QoS), da aplicação. Entretanto, existem vários cenários da Internet das Coisas em que a quantidade de dados ou o tempo de processamento pode ser maior do que o habitual, como durante momentos de pico em aplicações de baixa latência, o que pode resultar na perda de prazos de dados. Nesse sentido, este trabalho apresenta duas principais contribuições. Primeiro, a definição de uma arquitetura de segurança leve para dispositivos de borda com recursos limitados. A arquitetura de segurança é baseada na integração de um hypervisor leve e mecanismos de confiança. Segundo, a definição de um mecanismo de alocação e escalonamento de tarefas para reduzir o número de tarefas que são processadas depois do seu respectivo prazo durante momentos de pico em aplicações de baixa latência da Internet das Coisas.