Luis Henrique M K Costa (original) (raw)
Papers by Luis Henrique M K Costa
2022 6th Cyber Security in Networking Conference (CSNet)
Public Wi-Fi (IEEE 802.11) networks are an abundant data source that may serve different applicat... more Public Wi-Fi (IEEE 802.11) networks are an abundant data source that may serve different applications such as epidemic tracking and prevention, disaster response, crowdsensing, or ubiquitous urban services. Nevertheless, collecting and exploiting such data brings many privacy liabilities, considering that each transmitted frame has the MAC address (a unique device identifier) of the corresponding personal device, also considered sensitive information. Literature has shown that the MAC randomization performed by manufacturers of phones is not enough to protect devices' identification. Data obfuscation is a promising solution to avoid storing advertised identifiers of devices and prevent attackers from acquiring sensitive data. Obfuscating such identifiers while also being able to differentiate frames sent by different devices poses a significant challenge for frame capturing by low-resource IoT devices in real-time. This paper illustrates the impact of on-the-fly hashing as an obfuscating measure to protect people's privacy. Since no popular off-the-shelf sniffer (using wireshark or tcpdump) allows for on-the-fly hashing, we build upon the scapy library a custommade sniffer capable of hashing the required data needed to protect user privacy. We demonstrate the viability of this privacypreserving IoT sniffer on a Raspberry Pi platform.
Anais do VI Workshop de Computação Urbana (CoUrb 2022)
Em cidades inteligentes, aplicações de monitoramento de frotas veiculares encontram problemas d... more Em cidades inteligentes, aplicações de monitoramento de frotas veiculares encontram problemas de classificação de trajetórias, devido a problemas variados como limitações dos dispositivos e falhas de comunicação ou de configuração. Uma solução frequentemente usada é a classificação em nuvem dos dados de trajetória coletados, feita com o uso algoritmos de similaridade de trajetórias. Porém, algoritmos como o Dynamic Time Warping (DTW) e o Longest Common Subsequence (LCSS) podem se tornar custosos em cenários com grande volumes de dados. Assim, neste artigo é proposto o Unordered and Vectorized Common Segment Ratio Classifier (UV-CSRC), que propõe classificar segmentos de trajetórias com o uso de aceleração de hardware. Através de testes com dados reais e sintéticos demonstra-se que o algoritmo, em cenários reais, obtém uma acurácia semelhante ao do DTW e do LCSS, com tempo de processamento ao menos 28 vezes mais rápido.
CoRes 2019 - Rencontres Francophones sur la Conception de Protocoles, l’Évaluation de Performance et l’Expérimentation des Réseaux de Communication, Jun 3, 2019
HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Qu'attendre de la collecte de données dans une ville par des bus équipés de capteurs ?
Anais de XXXVIII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais, 2020
Resumo-A Internet das Coisasé ferramenta fundamental para as cidades inteligentes. No contexto de... more Resumo-A Internet das Coisasé ferramenta fundamental para as cidades inteligentes. No contexto de sistemas deônibus urbanos, ela permite monitorar o desempenho e a qualidade do serviço oferecido. Frequentemente, porém, os dados coletados em uma grande rede de sensores possuem inconsistências. Neste trabalho,é proposto um algoritmo que utiliza os dados de posição doŝ onibus para classificá-los nas suas diferentes rotas e com isso lidar com falhas nos dados oferecidos diretamente pelosônibus. Com base nesse algoritmo,é construído um método de medição do número deônibus em circulação ao longo do tempo, permitindo avaliar a qualidade do serviço oferecidoà população. Palavras-Chave-Sistemas de transportes inteligentes, IoT, GPS, rastreamento veicular.
Anais do XXII Simpósio Brasileiro de Segurança da Informação e de Sistemas Computacionais (SBSeg 2022)
As redes de canais de pagamento (Payment Channel Networks - PCN) oferecem uma alternativa rápida,... more As redes de canais de pagamento (Payment Channel Networks - PCN) oferecem uma alternativa rápida, segura e distribuída para efetuar pagamentos, evitando os lentos mecanismos de consenso em correntes de blocos. Nessa nova tecnologia, a topologia da rede estabelecida entre canais de pagamentos influencia diretamente o desempenho, custo e o sucesso das transações dos participantes. Este artigo analisa a topologia da Rede Lightning, principal rede de canais de pagamentos da atualidade, avaliando e discutindo a evolução da rede. O artigo reconstrói o grafo da rede a partir de dados reais de um conjunto de mensagens de fofoca (gossip) de anúncios de canais e pagamentos coletadas entre janeiro de 2020 e agosto de 2021. Os resultados mostram uma forte tendência de centralização de renda e conectividade, em que 0,38% dos nós concentram 50% da capacidade da rede, expondo desta forma uma vulnerabilidade a ataques direcionados. Assim como na criptomoeda Bitcoin, a centralização encontrada na pr...
Anais do XXI Simpósio Brasileiro de Telecomunicações
Resumo-Este artigo analisa os limites teóricos dos ganhos de diferentes técnicas de conservação d... more Resumo-Este artigo analisa os limites teóricos dos ganhos de diferentes técnicas de conservação de energia aplicadas a redes ad hoc IEEE 802.11. As técnicas analisadas são: o uso da energia restante no nó como métrica de roteamento, o controle da potência de transmissão utilizada, e a transição para o estado de dormência. Os resultados mostram que a técnica de roteamento com energia como métrica pode proporcionar ganhos no tempo de vida dos nós de até 30%, e que o balanceamento da carga por múltiplos caminhos pode obter resultados expressivos, mesmo com a utilização de poucos caminhos alternativos. A análise da técnica de controle da potência de transmissão mostra que a utilização de dois saltos ao invés de um, quando possível, reduz em até 50% o custo total por pacote transmitido, pois o número de ouvintes da comunicaçãoé menor. Além disso,é demonstrado que um esquema baseado no protocolo PAMAS, que explora a transição dos nós para o estado de dormência, pode aumentar em até 48% o tempo de vida dos nós.
This paper proposes a deepwater monitoring system built with sensors distributed over the subsea ... more This paper proposes a deepwater monitoring system built with sensors distributed over the subsea pipelines which are responsible for transportation of oil production. Data transmission is undertaken by underwater acoustic modems installed on the sensors and vessels used for logistic support of the oil exploration. However, the vessels may not be within sensor range at all times, requiring the use of DTN (Delay/Disruption Tolerant Network). This work investigates the routing protocols Prophet and Epidemic, analyzing system behavior using ONE (Opportunistic Network Environment) simulator and compatible in the Campos Basin scenario in the Brazilian oil exploration area.
O alto custo dos dispositivos, associado à inexistência de um padrão universal, tem freado a impl... more O alto custo dos dispositivos, associado à inexistência de um padrão universal, tem freado a implantação de VANETs baseadas no IEEE 802.11p, especialmente em países de baixa ou média renda. Neste sentido, sistemas baseados no Wi-Fi Direct têm se mostrado uma alternativa, tanto pelo seu potencial em integrar pedestres e ciclistas à VANET - não factível com o 802.11p devido à exigência de hardware compatível - quanto por permitir a adoção imediata destas redes baseado na alta penetração de smartphones. Com o objetivo de investigar a capacidade do Wi-Fi Direct em oferecer conectividade no ambiente veicular, este trabalho realiza uma análise de desempenho com base nos requisitos de uma aplicação de segurança. Em cenários com comunicação V2P, com e sem linha de visada, experimentos utilizando smartphones foram realizados a fim de avaliar o alcance da comunicação, a taxa de entrega e o tempo entre recepções de pacotes. O impacto de diferentes velocidades do veículo também foi avaliado. Os...
This paper proposes an underwater positioning system built with sensors distributed over the subm... more This paper proposes an underwater positioning system built with sensors distributed over the submarine infrastructure responsible for the oil production, which will be located by trilateration of acoustic signals emitted by units (vessels and platforms) with known coordinates. However, the acoustic signals needed to the calculation of the position depend on the vessels within sensors range. Thus, this work investigates the system behavior, analyzing the acoustic signals available for sensors using the ONE (Opportunistic Network Environment) simulator and scenarios based on the Brazilian offshore oil exploration area.
Computer Communications, 2020
Embedding sensors in urban buses is a promising strategy to deploy city-wide wireless sensor netw... more Embedding sensors in urban buses is a promising strategy to deploy city-wide wireless sensor networks. By taking advantage of the mobility of buses, it is possible to achieve extended spatial coverage with fewer sensors as compared to a static setup. The trade-offs are that urban buses only cover part of the city, and that the frequency of the buses, and consequently of the data collection, is inhomogeneous across the city. Depending on the communication technology, buses may be unable to deliver the collected data on time. In this paper, we propose a coverage metric that takes into account the delivery delays of sensed data and the frequency at which a given region is sensed. The metric indicates, for a given time window, the proportion of streets that can be sensed under the requirements of an application. We apply the metric to more than 19 million GPS coordinates of 5,706 buses in Rio de Janeiro, mapping the coverage achieved for different application needs during a week. We build an abacus relating the coverage to different application requirements. We also calculate the coverage of a scenario only with static sensors. We show, among several observations, that bus-based sensing increases the coverage of applications by up to 13.2 times, in the worst case analyzed, when compared to a pure static scenario.
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
A embarcação de dispositivos com o padrão IEEE 802.11p no ambiente automotivo é considerado um fa... more A embarcação de dispositivos com o padrão IEEE 802.11p no ambiente automotivo é considerado um fator crucial para alavancar a segurança e a eficiência no trânsito, o que torna fundamental a avaliação deste padrão antes de sua completa integração com sistemas reais. Entretanto, devido ao custo elevado e à pouca oferta de dispositivos comerciais, a maioria dos trabalhos envolvendo VANETs (Vehicular Ad-hoc NETworks) ainda é realizada apenas no campo das simulações. Visando comparar uma possível equivalência, este trabalho investiga os resultados de medições reais envolvendo cenários V2I (Vehicle-to-Infrastructure) e V2V (Vehicle-to-Vehicle). Para isso, foram confrontados os resultados obtidos por meio de OBUs (On-Board Units) e RSUs (Road Side Units) com os obtidos pelo simulador NS-3. Três métricas de rede foram avaliadas: o alcance máximo, a taxa de entrega de pacotes e o tempo entre recepções de pacotes. Também foi analisada a influência dos diferentes tipos de modulação permitidos no...
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
O paradigma de Virtualização de Funções de Rede (NFV) está mudando a forma pela qual os serviços ... more O paradigma de Virtualização de Funções de Rede (NFV) está mudando a forma pela qual os serviços de rede são providos, permitindo o mesmo grau de versatilidade e agilidade já visto na computação na nuvem. Porém, é possível implementar as funções virtuais através da virtualização tradicional baseada em hipervisores ou da virtualização leve, constituindo um compromisso entre flexibilidade e desempenho. Assim, este trabalho compara o desempenho em ambientes que utilizam tecnologia de virtualização com hipervisor aos que utilizam contêineres, a fim de verificar a mais adequada para ambientes operacionais aliados ao conceito de Edge Computing baseada em NFV. Com isso, pretende-se aferir a capacidade dessas tecnologias serem transparentes ao usuário em relação ao desempenho. Para tanto, foram feitos benchmarkings de CPU, memória, Entrada/Saída (I/O) de disco, rede e aplicação, evidenciando a baixa sobrecarga da virtualização leve, que chega a se aproximar do cenário nativo em certos casos.
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
Cidades inteligentes podem utilizar ônibus urbanos equipados com sensores para aumentar a cobertu... more Cidades inteligentes podem utilizar ônibus urbanos equipados com sensores para aumentar a cobertura espacial, com pouca necessidade de infraestrutura. Nesse contexto, este trabalho estuda a cobertura de uma rede de sensores móveis com mobilidade provida por ônibus urbanos. Para tal, propõe-se um modelo de cobertura e formula-se um problema de otimização que maximiza a região coberta para um dado número de ônibus que realizam sensoriamento. O problema é aplicado a dados reais dos ônibus da cidade do Rio de Janeiro, determinando a maior área sensoriável com um número limitado de sensores. Os resultados mostram que 18% da frota cobre pelo menos 94% das ruas do Rio de Janeiro com circulação de ônibus, ou o equivalente a 5.606 km de ruas.
Annals of Telecommunications, 2020
Sensing is an activity of paramount importance for smart cities. The coverage of large areas base... more Sensing is an activity of paramount importance for smart cities. The coverage of large areas based on reduced infrastructure and low energy consumption is desirable. In this context, Low Power Wide Area Network (LPWAN) plays an important role. In this paper, we investigate LoRa, a low-power technology offering large coverage, but low transmission rates. Radio range and data rate are tunable by using different spreading factors and coding rates, which are configuration parameters of the LoRa physical layer. LoRa can cover large areas but variations in the environment affect link quality. This work studies the propagation of LoRa signals in forest, urban, and suburban vehicular environments. Besides being environments with variable propagation conditions, we evaluate scenarios with node mobility. To characterize the communication link, we mainly use the Received Signal Strength Indicator (RSSI), Signal to Noise Ratio (SNR), and Packet Delivery Ratio (PDR). As for node mobility, speeds are chosen according to prospective applications. Our results show that the link reaches up to 250 m in the forest scenario, while in the vehicular scenario it reaches up to 2 km. In contrast, in scenarios with high-density buildings and human activity, the maximum range of the link reaches up to 200 m in the urban scenario.
Electronics, 2020
Ecotourism activities are attracting more people each day, including national forest parks. Unfor... more Ecotourism activities are attracting more people each day, including national forest parks. Unfortunately, the number of incidents involving visitors to natural parks grows at the same pace. Among the most prevalent risks inside forests are getting lost and the occurrence of natural disasters. In this work, we propose a system for monitoring and assisting visitors of forest parks, based on a low power wide range wireless network, LoRa. The proposed visitor assisting system is composed of mobile terminals that communicate between them and with fixed infrastructure, using a protocol designed for exchanging visitor locations data. The infrastructure consists of wireless gateways distributed on the trails, the totems. User terminals, the mobile nodes, work collaboratively through a Delay and Disruption Tolerant Network (DTN), to cope with the possibility that the gateway infrastructure does not cover the whole trail. In addition to improvements and gains for minimizing risks, the propos...
Computer Communications, 2020
LoRa, a Low Power Wide Area Network (LPWAN) technology, demands reduced network infrastructure to... more LoRa, a Low Power Wide Area Network (LPWAN) technology, demands reduced network infrastructure to cover a large area, with low power consumption. In the context of vehicular communications, LoRa has the potential to support monitoring and cooperative navigation applications, where small amounts of data can be transmitted asynchronously through the network. Nevertheless, the literature lacks evaluations of LoRa in the context of vehicular communications. Thus, in this paper we analyze the performance of this technology operating in an urban mobility environment, using LoRa terminal devices embarked on vehicles and a LoRa receiver unit, acting as infrastructure. Moreover, we evaluate the equivalence between experimental and simulated results, obtained from the communication link between the LoRa module inside a vehicle and a LoRa receiver comparing to those produced by NS-3 simulations. Three metrics of interest are evaluated: Packet Delivery Ratio (PDR), Packet Inter-Reception (PIR) time, and Received Signal Strength Indicator (RSSI). Field experiments are performed at the campus of the Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ), Brazil. Results revealed that all the metrics evaluated in the simulated experiments are consistent with the results of the real experiments, however, we concluded that the model can be improved by looking for a stronger
Anais de XXXVII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais, 2019
Resumo-Neste artigo formula-se um problema de otimização combinatória biobjetivo em duas etapas, ... more Resumo-Neste artigo formula-se um problema de otimização combinatória biobjetivo em duas etapas, aplicável a redes de roteadores de núcleo de operadoras de telecomunicações, considerando uma rede de backbone com roteamento por segmentos e engenharia de tráfego. O modelo tem a finalidade de distribuir os fluxos considerando condições de gargalos de capacidade e métricas de rede estabelecidas pela operadora de Telecomunicações. Resultados baseados em exemplos reais são apresentados, demonstrando-se os benefícios do modelo em relação ao estado da arte das propostas de modelagem de roteamento por segmentos, como o tratamento de múltiplos objetivos de rede minimizando a quantidade de túneis de roteamento por segmentos. Palavras-Chave-Engenharia de tráfego, roteamento por segmentos, gerenciamento de redes.
Workshop de Computação Urbana (CoUrb), 2019
A LoRa, uma tecnologia de baixa potência e longo alcance, possibilita o sensoriamento em Cidades ... more A LoRa, uma tecnologia de baixa potência e longo alcance, possibilita o sensoriamento em Cidades Inteligentes aumentando a cobertura, e reduzindo a infraestrutura da rede. No entanto, a literatura sobre a LoRa carece de avaliações de simulação, estando limitada à experimentação de um número reduzido de dispositivos físicos. Devido ao surgimento de implementações em software da arquitetura LoRaWAN, é necessário verificar a equivalência entre experimentos práticos e simulados. Com foco neste objetivo, este trabalho compara os resultados da experimentação usando dispositivos físicos LoRa e simulações usando o software NS-3. Os resultados mostram que existe uma forte correlação entre as métricas avaliadas em cada um dos ambientes. Simulações usando um modelo de propagação estocástico adaptado mostram que elas são semelhantes aos experimentos reais, com resultados equivalentes para todos os testes de desempenho, usando os parâmetros de configuração da LoRa.
Anais do XXXVII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2019), 2019
Serviços baseados em localização permitem o monitoramento de pessoas ou áreas específicas. Atravé... more Serviços baseados em localização permitem o monitoramento de pessoas ou áreas específicas. Através do acompanhamento da sua localização, é possível auxiliar o resgate de pessoas perdidas ou acidentadas em ambientes naturais. No entanto, as redes sem-fio em áreas de densa vegetação, neste caso, a Mata Atlântica, implicam desafios relacionados com mobilidade e conectividade. Este trabalho compara o desempenho em termos de alcance, potência do sinal, taxa de perda e atraso em enlaces implementados usando as tecnologias LoRa, IEEE 802.11g e ZigBee no Parque Nacional da Serra dos Órgãos. A comparação destas métricas permite distinguir as limitações de cada tecnologia que podem influenciar na disseminação de alertas. Os resultados mostram que o alcance máximo da LoRa é 3 vezes maior do que o IEEE 802.11g e 6 vezes maior do que o ZigBee, com potência do sinal recebido menor que as duas tecnologias, em média 21,67% e 26,15%, respectivamente.
IEEE Cloud Computing, 2018
Collecting data is an important task for building smart cities. This article proposes SensingBus,... more Collecting data is an important task for building smart cities. This article proposes SensingBus, a system to collect data from sensors carried by urban buses. Using buses to move sensors allows each node to cover a wider area, at a negligible cost. SensingBus is based on a three-level architecture. At the first level, sensing nodes collect and send data to the second level, consisting of fog nodes. The fog nodes preprocess data and deliver it to the third level, the cloud infrastructure, which stores and makes data externally available. The fog infrastructure, on the other hand, discards defective data, compresses information, and provides secure access points between the fog and the cloud. To validate SensingBus, the authors built a prototype and performed experiments to stress the fog nodes. They verified that each fog node can serve at least 20 simultaneous sensing nodes, an adequate number to sense a city such as Rio de Janeiro. Smart cities aim at improving the quality of life of citizens by providing new public services or enhancing the efficiency of existing ones. The key idea consists of monitoring several aspects of the city, such as traffic, weather, and air quality, and using the collected information as the fundamental input to intelligent applications.
2022 6th Cyber Security in Networking Conference (CSNet)
Public Wi-Fi (IEEE 802.11) networks are an abundant data source that may serve different applicat... more Public Wi-Fi (IEEE 802.11) networks are an abundant data source that may serve different applications such as epidemic tracking and prevention, disaster response, crowdsensing, or ubiquitous urban services. Nevertheless, collecting and exploiting such data brings many privacy liabilities, considering that each transmitted frame has the MAC address (a unique device identifier) of the corresponding personal device, also considered sensitive information. Literature has shown that the MAC randomization performed by manufacturers of phones is not enough to protect devices' identification. Data obfuscation is a promising solution to avoid storing advertised identifiers of devices and prevent attackers from acquiring sensitive data. Obfuscating such identifiers while also being able to differentiate frames sent by different devices poses a significant challenge for frame capturing by low-resource IoT devices in real-time. This paper illustrates the impact of on-the-fly hashing as an obfuscating measure to protect people's privacy. Since no popular off-the-shelf sniffer (using wireshark or tcpdump) allows for on-the-fly hashing, we build upon the scapy library a custommade sniffer capable of hashing the required data needed to protect user privacy. We demonstrate the viability of this privacypreserving IoT sniffer on a Raspberry Pi platform.
Anais do VI Workshop de Computação Urbana (CoUrb 2022)
Em cidades inteligentes, aplicações de monitoramento de frotas veiculares encontram problemas d... more Em cidades inteligentes, aplicações de monitoramento de frotas veiculares encontram problemas de classificação de trajetórias, devido a problemas variados como limitações dos dispositivos e falhas de comunicação ou de configuração. Uma solução frequentemente usada é a classificação em nuvem dos dados de trajetória coletados, feita com o uso algoritmos de similaridade de trajetórias. Porém, algoritmos como o Dynamic Time Warping (DTW) e o Longest Common Subsequence (LCSS) podem se tornar custosos em cenários com grande volumes de dados. Assim, neste artigo é proposto o Unordered and Vectorized Common Segment Ratio Classifier (UV-CSRC), que propõe classificar segmentos de trajetórias com o uso de aceleração de hardware. Através de testes com dados reais e sintéticos demonstra-se que o algoritmo, em cenários reais, obtém uma acurácia semelhante ao do DTW e do LCSS, com tempo de processamento ao menos 28 vezes mais rápido.
CoRes 2019 - Rencontres Francophones sur la Conception de Protocoles, l’Évaluation de Performance et l’Expérimentation des Réseaux de Communication, Jun 3, 2019
HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Qu'attendre de la collecte de données dans une ville par des bus équipés de capteurs ?
Anais de XXXVIII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais, 2020
Resumo-A Internet das Coisasé ferramenta fundamental para as cidades inteligentes. No contexto de... more Resumo-A Internet das Coisasé ferramenta fundamental para as cidades inteligentes. No contexto de sistemas deônibus urbanos, ela permite monitorar o desempenho e a qualidade do serviço oferecido. Frequentemente, porém, os dados coletados em uma grande rede de sensores possuem inconsistências. Neste trabalho,é proposto um algoritmo que utiliza os dados de posição doŝ onibus para classificá-los nas suas diferentes rotas e com isso lidar com falhas nos dados oferecidos diretamente pelosônibus. Com base nesse algoritmo,é construído um método de medição do número deônibus em circulação ao longo do tempo, permitindo avaliar a qualidade do serviço oferecidoà população. Palavras-Chave-Sistemas de transportes inteligentes, IoT, GPS, rastreamento veicular.
Anais do XXII Simpósio Brasileiro de Segurança da Informação e de Sistemas Computacionais (SBSeg 2022)
As redes de canais de pagamento (Payment Channel Networks - PCN) oferecem uma alternativa rápida,... more As redes de canais de pagamento (Payment Channel Networks - PCN) oferecem uma alternativa rápida, segura e distribuída para efetuar pagamentos, evitando os lentos mecanismos de consenso em correntes de blocos. Nessa nova tecnologia, a topologia da rede estabelecida entre canais de pagamentos influencia diretamente o desempenho, custo e o sucesso das transações dos participantes. Este artigo analisa a topologia da Rede Lightning, principal rede de canais de pagamentos da atualidade, avaliando e discutindo a evolução da rede. O artigo reconstrói o grafo da rede a partir de dados reais de um conjunto de mensagens de fofoca (gossip) de anúncios de canais e pagamentos coletadas entre janeiro de 2020 e agosto de 2021. Os resultados mostram uma forte tendência de centralização de renda e conectividade, em que 0,38% dos nós concentram 50% da capacidade da rede, expondo desta forma uma vulnerabilidade a ataques direcionados. Assim como na criptomoeda Bitcoin, a centralização encontrada na pr...
Anais do XXI Simpósio Brasileiro de Telecomunicações
Resumo-Este artigo analisa os limites teóricos dos ganhos de diferentes técnicas de conservação d... more Resumo-Este artigo analisa os limites teóricos dos ganhos de diferentes técnicas de conservação de energia aplicadas a redes ad hoc IEEE 802.11. As técnicas analisadas são: o uso da energia restante no nó como métrica de roteamento, o controle da potência de transmissão utilizada, e a transição para o estado de dormência. Os resultados mostram que a técnica de roteamento com energia como métrica pode proporcionar ganhos no tempo de vida dos nós de até 30%, e que o balanceamento da carga por múltiplos caminhos pode obter resultados expressivos, mesmo com a utilização de poucos caminhos alternativos. A análise da técnica de controle da potência de transmissão mostra que a utilização de dois saltos ao invés de um, quando possível, reduz em até 50% o custo total por pacote transmitido, pois o número de ouvintes da comunicaçãoé menor. Além disso,é demonstrado que um esquema baseado no protocolo PAMAS, que explora a transição dos nós para o estado de dormência, pode aumentar em até 48% o tempo de vida dos nós.
This paper proposes a deepwater monitoring system built with sensors distributed over the subsea ... more This paper proposes a deepwater monitoring system built with sensors distributed over the subsea pipelines which are responsible for transportation of oil production. Data transmission is undertaken by underwater acoustic modems installed on the sensors and vessels used for logistic support of the oil exploration. However, the vessels may not be within sensor range at all times, requiring the use of DTN (Delay/Disruption Tolerant Network). This work investigates the routing protocols Prophet and Epidemic, analyzing system behavior using ONE (Opportunistic Network Environment) simulator and compatible in the Campos Basin scenario in the Brazilian oil exploration area.
O alto custo dos dispositivos, associado à inexistência de um padrão universal, tem freado a impl... more O alto custo dos dispositivos, associado à inexistência de um padrão universal, tem freado a implantação de VANETs baseadas no IEEE 802.11p, especialmente em países de baixa ou média renda. Neste sentido, sistemas baseados no Wi-Fi Direct têm se mostrado uma alternativa, tanto pelo seu potencial em integrar pedestres e ciclistas à VANET - não factível com o 802.11p devido à exigência de hardware compatível - quanto por permitir a adoção imediata destas redes baseado na alta penetração de smartphones. Com o objetivo de investigar a capacidade do Wi-Fi Direct em oferecer conectividade no ambiente veicular, este trabalho realiza uma análise de desempenho com base nos requisitos de uma aplicação de segurança. Em cenários com comunicação V2P, com e sem linha de visada, experimentos utilizando smartphones foram realizados a fim de avaliar o alcance da comunicação, a taxa de entrega e o tempo entre recepções de pacotes. O impacto de diferentes velocidades do veículo também foi avaliado. Os...
This paper proposes an underwater positioning system built with sensors distributed over the subm... more This paper proposes an underwater positioning system built with sensors distributed over the submarine infrastructure responsible for the oil production, which will be located by trilateration of acoustic signals emitted by units (vessels and platforms) with known coordinates. However, the acoustic signals needed to the calculation of the position depend on the vessels within sensors range. Thus, this work investigates the system behavior, analyzing the acoustic signals available for sensors using the ONE (Opportunistic Network Environment) simulator and scenarios based on the Brazilian offshore oil exploration area.
Computer Communications, 2020
Embedding sensors in urban buses is a promising strategy to deploy city-wide wireless sensor netw... more Embedding sensors in urban buses is a promising strategy to deploy city-wide wireless sensor networks. By taking advantage of the mobility of buses, it is possible to achieve extended spatial coverage with fewer sensors as compared to a static setup. The trade-offs are that urban buses only cover part of the city, and that the frequency of the buses, and consequently of the data collection, is inhomogeneous across the city. Depending on the communication technology, buses may be unable to deliver the collected data on time. In this paper, we propose a coverage metric that takes into account the delivery delays of sensed data and the frequency at which a given region is sensed. The metric indicates, for a given time window, the proportion of streets that can be sensed under the requirements of an application. We apply the metric to more than 19 million GPS coordinates of 5,706 buses in Rio de Janeiro, mapping the coverage achieved for different application needs during a week. We build an abacus relating the coverage to different application requirements. We also calculate the coverage of a scenario only with static sensors. We show, among several observations, that bus-based sensing increases the coverage of applications by up to 13.2 times, in the worst case analyzed, when compared to a pure static scenario.
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
A embarcação de dispositivos com o padrão IEEE 802.11p no ambiente automotivo é considerado um fa... more A embarcação de dispositivos com o padrão IEEE 802.11p no ambiente automotivo é considerado um fator crucial para alavancar a segurança e a eficiência no trânsito, o que torna fundamental a avaliação deste padrão antes de sua completa integração com sistemas reais. Entretanto, devido ao custo elevado e à pouca oferta de dispositivos comerciais, a maioria dos trabalhos envolvendo VANETs (Vehicular Ad-hoc NETworks) ainda é realizada apenas no campo das simulações. Visando comparar uma possível equivalência, este trabalho investiga os resultados de medições reais envolvendo cenários V2I (Vehicle-to-Infrastructure) e V2V (Vehicle-to-Vehicle). Para isso, foram confrontados os resultados obtidos por meio de OBUs (On-Board Units) e RSUs (Road Side Units) com os obtidos pelo simulador NS-3. Três métricas de rede foram avaliadas: o alcance máximo, a taxa de entrega de pacotes e o tempo entre recepções de pacotes. Também foi analisada a influência dos diferentes tipos de modulação permitidos no...
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
O paradigma de Virtualização de Funções de Rede (NFV) está mudando a forma pela qual os serviços ... more O paradigma de Virtualização de Funções de Rede (NFV) está mudando a forma pela qual os serviços de rede são providos, permitindo o mesmo grau de versatilidade e agilidade já visto na computação na nuvem. Porém, é possível implementar as funções virtuais através da virtualização tradicional baseada em hipervisores ou da virtualização leve, constituindo um compromisso entre flexibilidade e desempenho. Assim, este trabalho compara o desempenho em ambientes que utilizam tecnologia de virtualização com hipervisor aos que utilizam contêineres, a fim de verificar a mais adequada para ambientes operacionais aliados ao conceito de Edge Computing baseada em NFV. Com isso, pretende-se aferir a capacidade dessas tecnologias serem transparentes ao usuário em relação ao desempenho. Para tanto, foram feitos benchmarkings de CPU, memória, Entrada/Saída (I/O) de disco, rede e aplicação, evidenciando a baixa sobrecarga da virtualização leve, que chega a se aproximar do cenário nativo em certos casos.
Anais do XXXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2018), 2018
Cidades inteligentes podem utilizar ônibus urbanos equipados com sensores para aumentar a cobertu... more Cidades inteligentes podem utilizar ônibus urbanos equipados com sensores para aumentar a cobertura espacial, com pouca necessidade de infraestrutura. Nesse contexto, este trabalho estuda a cobertura de uma rede de sensores móveis com mobilidade provida por ônibus urbanos. Para tal, propõe-se um modelo de cobertura e formula-se um problema de otimização que maximiza a região coberta para um dado número de ônibus que realizam sensoriamento. O problema é aplicado a dados reais dos ônibus da cidade do Rio de Janeiro, determinando a maior área sensoriável com um número limitado de sensores. Os resultados mostram que 18% da frota cobre pelo menos 94% das ruas do Rio de Janeiro com circulação de ônibus, ou o equivalente a 5.606 km de ruas.
Annals of Telecommunications, 2020
Sensing is an activity of paramount importance for smart cities. The coverage of large areas base... more Sensing is an activity of paramount importance for smart cities. The coverage of large areas based on reduced infrastructure and low energy consumption is desirable. In this context, Low Power Wide Area Network (LPWAN) plays an important role. In this paper, we investigate LoRa, a low-power technology offering large coverage, but low transmission rates. Radio range and data rate are tunable by using different spreading factors and coding rates, which are configuration parameters of the LoRa physical layer. LoRa can cover large areas but variations in the environment affect link quality. This work studies the propagation of LoRa signals in forest, urban, and suburban vehicular environments. Besides being environments with variable propagation conditions, we evaluate scenarios with node mobility. To characterize the communication link, we mainly use the Received Signal Strength Indicator (RSSI), Signal to Noise Ratio (SNR), and Packet Delivery Ratio (PDR). As for node mobility, speeds are chosen according to prospective applications. Our results show that the link reaches up to 250 m in the forest scenario, while in the vehicular scenario it reaches up to 2 km. In contrast, in scenarios with high-density buildings and human activity, the maximum range of the link reaches up to 200 m in the urban scenario.
Electronics, 2020
Ecotourism activities are attracting more people each day, including national forest parks. Unfor... more Ecotourism activities are attracting more people each day, including national forest parks. Unfortunately, the number of incidents involving visitors to natural parks grows at the same pace. Among the most prevalent risks inside forests are getting lost and the occurrence of natural disasters. In this work, we propose a system for monitoring and assisting visitors of forest parks, based on a low power wide range wireless network, LoRa. The proposed visitor assisting system is composed of mobile terminals that communicate between them and with fixed infrastructure, using a protocol designed for exchanging visitor locations data. The infrastructure consists of wireless gateways distributed on the trails, the totems. User terminals, the mobile nodes, work collaboratively through a Delay and Disruption Tolerant Network (DTN), to cope with the possibility that the gateway infrastructure does not cover the whole trail. In addition to improvements and gains for minimizing risks, the propos...
Computer Communications, 2020
LoRa, a Low Power Wide Area Network (LPWAN) technology, demands reduced network infrastructure to... more LoRa, a Low Power Wide Area Network (LPWAN) technology, demands reduced network infrastructure to cover a large area, with low power consumption. In the context of vehicular communications, LoRa has the potential to support monitoring and cooperative navigation applications, where small amounts of data can be transmitted asynchronously through the network. Nevertheless, the literature lacks evaluations of LoRa in the context of vehicular communications. Thus, in this paper we analyze the performance of this technology operating in an urban mobility environment, using LoRa terminal devices embarked on vehicles and a LoRa receiver unit, acting as infrastructure. Moreover, we evaluate the equivalence between experimental and simulated results, obtained from the communication link between the LoRa module inside a vehicle and a LoRa receiver comparing to those produced by NS-3 simulations. Three metrics of interest are evaluated: Packet Delivery Ratio (PDR), Packet Inter-Reception (PIR) time, and Received Signal Strength Indicator (RSSI). Field experiments are performed at the campus of the Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ), Brazil. Results revealed that all the metrics evaluated in the simulated experiments are consistent with the results of the real experiments, however, we concluded that the model can be improved by looking for a stronger
Anais de XXXVII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais, 2019
Resumo-Neste artigo formula-se um problema de otimização combinatória biobjetivo em duas etapas, ... more Resumo-Neste artigo formula-se um problema de otimização combinatória biobjetivo em duas etapas, aplicável a redes de roteadores de núcleo de operadoras de telecomunicações, considerando uma rede de backbone com roteamento por segmentos e engenharia de tráfego. O modelo tem a finalidade de distribuir os fluxos considerando condições de gargalos de capacidade e métricas de rede estabelecidas pela operadora de Telecomunicações. Resultados baseados em exemplos reais são apresentados, demonstrando-se os benefícios do modelo em relação ao estado da arte das propostas de modelagem de roteamento por segmentos, como o tratamento de múltiplos objetivos de rede minimizando a quantidade de túneis de roteamento por segmentos. Palavras-Chave-Engenharia de tráfego, roteamento por segmentos, gerenciamento de redes.
Workshop de Computação Urbana (CoUrb), 2019
A LoRa, uma tecnologia de baixa potência e longo alcance, possibilita o sensoriamento em Cidades ... more A LoRa, uma tecnologia de baixa potência e longo alcance, possibilita o sensoriamento em Cidades Inteligentes aumentando a cobertura, e reduzindo a infraestrutura da rede. No entanto, a literatura sobre a LoRa carece de avaliações de simulação, estando limitada à experimentação de um número reduzido de dispositivos físicos. Devido ao surgimento de implementações em software da arquitetura LoRaWAN, é necessário verificar a equivalência entre experimentos práticos e simulados. Com foco neste objetivo, este trabalho compara os resultados da experimentação usando dispositivos físicos LoRa e simulações usando o software NS-3. Os resultados mostram que existe uma forte correlação entre as métricas avaliadas em cada um dos ambientes. Simulações usando um modelo de propagação estocástico adaptado mostram que elas são semelhantes aos experimentos reais, com resultados equivalentes para todos os testes de desempenho, usando os parâmetros de configuração da LoRa.
Anais do XXXVII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2019), 2019
Serviços baseados em localização permitem o monitoramento de pessoas ou áreas específicas. Atravé... more Serviços baseados em localização permitem o monitoramento de pessoas ou áreas específicas. Através do acompanhamento da sua localização, é possível auxiliar o resgate de pessoas perdidas ou acidentadas em ambientes naturais. No entanto, as redes sem-fio em áreas de densa vegetação, neste caso, a Mata Atlântica, implicam desafios relacionados com mobilidade e conectividade. Este trabalho compara o desempenho em termos de alcance, potência do sinal, taxa de perda e atraso em enlaces implementados usando as tecnologias LoRa, IEEE 802.11g e ZigBee no Parque Nacional da Serra dos Órgãos. A comparação destas métricas permite distinguir as limitações de cada tecnologia que podem influenciar na disseminação de alertas. Os resultados mostram que o alcance máximo da LoRa é 3 vezes maior do que o IEEE 802.11g e 6 vezes maior do que o ZigBee, com potência do sinal recebido menor que as duas tecnologias, em média 21,67% e 26,15%, respectivamente.
IEEE Cloud Computing, 2018
Collecting data is an important task for building smart cities. This article proposes SensingBus,... more Collecting data is an important task for building smart cities. This article proposes SensingBus, a system to collect data from sensors carried by urban buses. Using buses to move sensors allows each node to cover a wider area, at a negligible cost. SensingBus is based on a three-level architecture. At the first level, sensing nodes collect and send data to the second level, consisting of fog nodes. The fog nodes preprocess data and deliver it to the third level, the cloud infrastructure, which stores and makes data externally available. The fog infrastructure, on the other hand, discards defective data, compresses information, and provides secure access points between the fog and the cloud. To validate SensingBus, the authors built a prototype and performed experiments to stress the fog nodes. They verified that each fog node can serve at least 20 simultaneous sensing nodes, an adequate number to sense a city such as Rio de Janeiro. Smart cities aim at improving the quality of life of citizens by providing new public services or enhancing the efficiency of existing ones. The key idea consists of monitoring several aspects of the city, such as traffic, weather, and air quality, and using the collected information as the fundamental input to intelligent applications.