Ciência, tecnologia e inovação no setor cibernético: desafios e oportunidades

Painel 5 – Ciência, tecnologia e
inovação no setor cibernético:
desafios e oportunidades
[...] espera-se apresentar a situação de
universidades, institutos de pesquisa e
indústria brasileiros, em que nível está o
desenvolvimento de estudos, conhecimento e
produtos nesse setor e quais as expectativas
para as próximas décadas.

Desafios e Oportunidades de PD&I no
Setor Aeroespacial e de Defesa
Prof. José M Parente de Oliveira
Divisão de Ciência da Computação
Instituto Tecnológico de Aeronáutica

MORE THAN 60 YEARS FORMING HUMAN RESOURCES FOR THE
AEROSPACE SECTOR

 Desafios e Necessidades de PD&I
 Projetos de Pesquisa em Andamento
 Conclusão
Summary

Aerospace
and Defense
Air Transportation Energy
Education
CHALLENGES
RESEARCH AND DEVELOPMENT
Big Data/
Data Analytics
Cyber Defense
Critical Software
Networking/
Communication
High Performance
Computing
C4ISR-3C
Autonomous Systems
Desafios e Necessidades de PD&I no ITA

O Brasil exibe duas características singulares nas
áreas Aeroespacial e Defesa:
 Demandas diversas devido ao amplo território e
grande população
 Complexidade da infraestrutura necessária
 Capacitação Potencial decorrente do grande
crescimento da Pós-Graduação e capacitação
técnica no país, em anos recentes
Considerações gerais

 Demandas diversas devido ao amplo território
e grande população
 Complexidade da infraestrutura necessária
...Considerações gerais

 P&D em áreas estratégicas com potencial de
gerar spin-offs industriais
 Reduzir a dependência internacional (ou torná-
la menos unilateral) nos setores aeroespacial
e de defesa e enfrentar os desafios da
atualidade (competição internacional, defesa
de fronteiras, segurança interna,
desenvolvimento sustentado, etc)
...Considerações gerais: Oportunidades

Projetos de Pesquisa em Andamento
Foco em Resiliência e Desenvolvimento de Software
Seguro

Visão de Necessidades de PD&I no setor
aeroespacial e defesa
Aerospace
and Defense
Air Transportation Energy
Education
CHALLENGES
RESEARCH AND DEVELOPMENT
Big Data/
Data Analytics
Cyber Defense
Critical Software
Networking/
Communication
High Performance
Computing
C4ISR-3C
Autonomous Systems

Cyber Situation Awareness, Command and
Control - Military and Civilian Applications

Geração Automática de Planos

Secure Alfa nlt D+3 in order to accomplish Label15
Label 15 - force all Redland troops to retreat to Redland
borders and allow Yellowland to regain control over the area
(Purpose) nlt – no later than
WHAT WHERE WHEN WHY

Humanitarian Relief Operation on Itajaí ‘s ValleyHumanitarian Relief Operation on Itajaí ‘s Valley

• 27 people to rescue and 4 to reallocate27 people to rescue and 4 to reallocate
• 07 available helicopters07 available helicopters

21
 Plan execution took 20Plan execution took 20
minutesminutes
 All people were rescued andAll people were rescued and
reallocated successfullyreallocated successfully
 20 trials all successfully20 trials all successfully
 Non flooded placesNon flooded places

 Person entities embark and disembark helicopters in order toPerson entities embark and disembark helicopters in order to
reach the shelter facilityreach the shelter facility
 Non optimal allocationNon optimal allocation
 Entities followed the designated planEntities followed the designated plan

23
Path analysisPath analysis
Possible conflictsPossible conflictsPossible conflictsPossible conflicts

Planejador e Analisador de MissõesPlanejador e Analisador de Missões
Multidimensional (Terra, Ar, Mar & Cibernético) -Multidimensional (Terra, Ar, Mar & Cibernético) -
PAMMPAMM

Ambiente Cibernético
• Qual o significado deQual o significado de
diferentes tipos de dadosdiferentes tipos de dados
quando precisam serquando precisam ser
analisados conjuntamente?analisados conjuntamente?
• Como correlacionar umComo correlacionar um
elevado volume de dados?elevado volume de dados?
• Como avaliarComo avaliar
operacionalmente osoperacionalmente os
efeitos de um ataque e/ouefeitos de um ataque e/ou
falha na consecução dosfalha na consecução dos
objetivos de uma missão?objetivos de uma missão?
• Como automatizar eComo automatizar e
priorizar respostas parapriorizar respostas para
manter os objetivos damanter os objetivos da
missão com altamissão com alta
probabilidade de sucesso?probabilidade de sucesso?

PAMMPAMM
Barreto, A. ; Edgar Toshiro Yano ; José M. Parente de Oliveira ; Costa, P.C.
Entendimento do Impacto dos Aspectos Cibernéticos em Missões - Um Novo
Desafio para as Forças Armadas. Spectrum - COMGAR (FAB), Brasília, 14 set.
2012.

PAMMPAMM
2D Visualization2D Visualization 3D Visualization3D Visualization
Network VisualizationNetwork Visualization ATC VisualizationATC Visualization
Modelagem da Bacia de Campos – ADS-BModelagem da Bacia de Campos – ADS-B

PAMMPAMM
Scenario for Cyber Attack Evaluation Model
VR-Forces – Mäk Tech
Campos Basin
Partnership with the George Mason University

PAMMPAMM
SALOMÃOSALOMÃO
Avaliação do ImpactoAvaliação do Impacto
Cibernético sobre aCibernético sobre a
Missão de Controle doMissão de Controle do
Espaço AéreoEspaço Aéreo
Aplicação no
Treinamento para a
Copa do Mundo e
Olimpíadas

Analyzing Targeted Attacks using Hadoop applied
to Forensic Investigation

 Security datasets generated by monitoring
programs have become so large that the
storage, search, sharing, analysis and
visualization of the information are all quickly
becoming infeasible
 Existing security toolsets and offerings are not
yet well equipped to analyze these kinds of
data with the necessary speed and agility
Analyzing Targeted Attacks using Hadoop
applied to Forensic Investigation

 Information security is becoming a big data
problem [Gartner research note, 2012]
 Big Data technologies, such as Hadoop,
enable the analysis of large and unstructured
data sources

Selection of targets, collecting information about the target,
for example emails, technologies the target uses.
Coupling of malicious code with unsuspected deliverable
files like pdfs, docs, ppts and etc.
The delivery of weaponized file to the target environment.
Using vulnerability of target system to execute the malicious
code.
Installation of the Remote Access trojan.
Communication Channel to the malicious server
Actions of the adversary like info stealing, screen shots ,
voice recording

HIDS
NIDS
Server
Mail
Other
Log
Management
Log
Management
Logging
Module
Hadoo
p
Cluster
Intelligence
Module
Log
Management
Module
Control
Module
Kill
Chain
Patterns
Malware
Analysis
Module
Intrusion
Reconstruction
Detection
Set new Detection Rules
for IDS & other tools
Malwar
e
Samples
Logs from tools about malware
sample for intrusion Synthesis
Flume
Hive / Pig

Interoperabilidade de Sistemas Críticos

 No Brasil, os sistemas computacionais e
equipamentos de comunicação atuais utilizam
soluções tecnológicas proprietárias
estrangeiras para permitir a interoperabilidade
de informações
 Estas soluções além de serem altamente
restritivas no seu uso, são consideradas
“caixas-pretas”, pois o funcionamento interno
é inacessível

 No contexto cibernético, um dos setores
decisivos da Estratégia Nacional de Defesa, o
domínio da tecnologia de sistemas de
middleware reveste-se de especial importância
para a ampliação da operacionalidade das
forças
 Também para a redução da vulnerabilidade de
sistemas computacionais em situações de
guerra cibernética

IRMA: Interoperability Reference Model Architecture
Colonese, E. A new architectural approach for interoperability of real-
time system components. Doctorate Thesis. Instituto Tecnológico de
Aeronáutica – ITA. 2010 ---> Spin-off

 As atividades espaciais já movimentam mais
de US$ 280 bilhões por ano, em todo o mundo
 É imperativo priorizar o desenvolvimento e o
domínio das tecnologias espaciais críticas,
indispensáveis ao avanço industrial e à
conquista da necessária autonomia nacional
(PNAE)
Atividades Espaciais

 No tocante a satélites, projetos estruturantes
estão orientados para atender às grandes
necessidades nacionais nas áreas de
observação da Terra, meteorologia,
telecomunicações e ciência
 Quanto aos veículos lançadores e às bases de
lançamento, seu desenvolvimento deve buscar
atender tanto à demanda nacional, quanto a
estrangeira compatível com os veículos que
serão operados a partir do território nacional

• Software de Tempo Real
• Software Crítico
• Software Embarcado:
Baia de Equipamentos
• Sistema Operacional:
VxWorks 5.4
• Linguagem de programação: C
sensores
estímulo
resposta
AMBIENTE
sistema
atuadores
SOftware Aplicativo de Bordo
SOAB

Sistema de Meio de
Apoio em solo
Controlador de
Tubeira Móvel
Sistema de Gás
Frio
Sistema de
Controle de
Rolamento
Circuito de
Segurança e
Atuação
Módulo Sensor
Inercial
Bloco
Girométrico
Software
Aplicativo
de Bordo
(SOAB)
Sensor
Atuador
Metodologia de Engenharia Reversa baseada
em Métodos Formais para análise de
conformidade entre código e requisitos

UNIVERSITY SATELLITEUNIVERSITY SATELLITE
Emprego de Métodos Formais

 Dificuldades
 Número pequeno de pessoal capacitado a orientar e
liderar pesquisas
 Longo tempo de capacitação
 Pesquisas não são rápidas
 Parceria entre instituições ainda não é tão natural
 Necessidade e dificuldade de uso de recursos
Conclusão

 Demandas e Perspectivas
 Desenvolvimento de simuladores para análise de
impacto de ataque cibernético à infraestrutura crítica
 Desenvolvimento de métodos e técnicas de
desenvolvimento de software crítico
 Formação de RH pelo ITA (PPGAO) , IME (Eng. Defesa)
e Universidades: especialização, mestrado e doutorado
 Produtos inovadores!!!
 Grandes players interessados na produção e
comercialização de produtos
 Agenda de décadas de pesquisa
Conclusão

É tempo, talvez de se instalar uma escola de verdade em um
campo adequado. Não é difícil encontrá-lo no Brasil. Nós possuímos, para
isso, excelentes regiões planas e extensas, favorecidas de ótimas condições
atmosféricas....
Não falemos nas desvantagens de morarem os
alunos longe dos campos. Eles precisam dormir próximo à escola, ainda que
para isso seja necessário fazer instalações adequadas...
Margeando a linha da Central do Brasil, especialmente nas
imediações de Mogi das Cruzes, avistam-se campos que me parecem bons...
Penso que, sob todos os pontos
de vista, é preferível trazer professores da Europa ou dos Estados Unidos,
em vez de lá enviar alunos....
Resumindo, pois, penso que não teremos uma aviação de
verdade enquanto não possuirmos um grande campus...Precisamos também
de professores experimentados na arte de ensinar aviação e que morem, com
os alunos, próximo à escola....
Santos-Dumont, de próprio punhoSantos-Dumont, de próprio punho
O Que Vi – O Que VeremosO Que Vi – O Que Veremos
Volume IIVolume II
19181918
Hoje: Novos Grandes Desafios!

Academia
Setor
Produtivo
Governo
Sociedade
Parceria para Enfrentar Grandes
Desafios

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