Titulo Estágio
Security for 5G communications in Critical Systems
Local do Estágio
DEI-FCTUC
Enquadramento
A tecnologia 5G, ainda em definição, deverá entrar em produção em 2020, representando um grande avanço tecnológico, permitindo comunicações ainda mais rápidas (em velocidade e tempo de resposta), fiáveis e com menor consumo energético. Além dessa evolução do ponto de vista de desempenho, o 5G distingue-se face anterior geração (4G/LTE), pela aplicação de novos conceitos na sua arquitetura, conducentes a uma maior flexibilidade e agilidade. Dessa forma, com uma única tecnologia de comunicações móveis celulares, será possível suportar um grande número de serviços, entre os quais IoT massivo e industrial, bem como as aplicações críticas para a segurança de pessoas e bens. Neste contexto, uma das áreas de aplicação chave para a tecnologia 5G é a das redes criticas de monitorização e atuação em redes ferroviárias, no contexto das quais se pretende dispor de novas soluções tecnológicas para suportar sistemas de alerta e reação a condições de perigo para os utentes.
Objetivo
O trabalho a desenvolver pelo aluno enquadrar-se-á no Projeto Mobilizador 5G [1], no contexto do qual a Universidade de Coimbra colabora com a empresa EFACEC Energia [2] no desenvolvimento e validação de novas soluções de segurança para suportar sistemas de sinalização ferroviários. O aluno dispõe, desta forma, da oportunidade de trabalhar numa área aliciante do ponto de vista da engenharia e investigação, no contexto das novas tecnologias de comunicação e segurança para as futuras redes 5G. Como primeiro objetivo o aluno irá elaborar um estado da arte do funcionamento e das tecnologias deste tipo de redes, bem como dos protocolos de comunicação e segurança atualmente em desenvolvimento na área, como é o caso dos Protocolos RaSTA (Rail Safe Transport Application) e KISA. Os desafios seguintes passarão pela definição e avaliação, no contexto dos objetivos delineados pelos parceiros do Projeto 5G (em particular entre a UC e a EFACEC Energia), dos mecanismos de segurança adequados. Pretende-se igualmente avaliar e validar tais mecanismos à luz dos requisitos de segurança, robustez e performance das aplicações consideradas e utilizadas no contexto do Projeto. Por último é de realçar, para além dos objetivos anteriores, o carácter de investigação do Projeto, pelo que se pretende que os resultados alcançados possam ser publicados em Conferências ou Revistas Internacionais da especialidade.
[1] Ver https://www.tice.pt/pt-pt/noticias-e-eventos/reuniao-kickoff-projeto-mobilizador-5g
[2] Ver http://www.efacec.pt.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Durante o primeiro semestre pretende-se que o aluno se enquadre na área dos sistemas de controlo e sinalização ferroviária, bem como nos aspetos de segurança e robustez fundamentais e inerentes a tais ambientes de comunicação. Como resultado final do trabalho a desenvolver durante o primeiro semestre, o aluno deverá construir uma arquitetura experimental e delinear os objetivos das soluções a implementar e avaliar na segunda parte do trabalho a desenvolver. De forma mais detalhada, os objectivos do primeiro semestre são os seguintes:
1. Estudo do estado da arte referente a sistemas de proteção distribuídos em tempo real para redes criticas em sistemas ferroviários.
2. Estudo do estado da arte de protocolos de comunicação e segurança orientadas a redes ferroviárias, em particular RaSTA (Rail Safe Transport Application) e KISA.
3. Construção de uma arquitetura experimental e de desenvolvimento, com base em equipamentos de controlo de redes ferroviárias e nas implementações existentes (cedidas pela empresa EFACEC energia) dos protocolos de comunicação para redes ferroviárias.
4. Proposta de novos mecanismos para comunicações seguras em sistemas de sinalização ferroviária.
5. Identificação dos testes a efetuar para validação dos mecanismos de segurança propostos.
6. Elaboração da documentação (em cada uma das fases) e relatório intermédio de estágio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
Durante o segundo semestre, o aluno terá a oportunidade definir, implementar e avaliar os mecanismos de segurança propostos. Os testes necessários à validação dos mecanismos serão realizados em primeira instância em ambiente Laboratorial e, numa fase posterior, utilizando os recursos e os equipamentos de controlo e deteção necessários. De forma mais detalhada, os objectivos para o segundo semestre são os seguintes:
1. Implementação dos mecanismos de segurança com recurso à arquitetura experimental e de desenvolvimento construída anteriormente.
2. Avaliação inicial dos mecanismos de segurança em ambiente Laboratorial.
3. Avaliação experimental dos mecanismos de segurança com recurso a equipamentos de monitorização e controlo em redes de sinalização ferroviária.
4. Produção de propostas científicas a submeter a conferenciais ou revistas internacionais nas áreas de IoT e segurança.
5. Elaboração da documentação (em cada uma das fases) e relatório final de estágio.
Condições
O aluno irá desenvolver o seu trabalho nas instalações do Laboratório de Comunicações e Telemática do CISUC, onde disporá de um local de trabalho fixo bem como de todos os recursos necessários. O trabalho a desenvolver enquadra-se no Projeto Mobilizar 5G (https://www.tice.pt/pt-pt/noticias-e-eventos/reuniao-kickoff-projeto-mobilizador-5g) , no contexto do qual a Universidade de Coimbra se encontra a colaborar com a empresa EFACEC Energia (http://www.efacec.pt) no desenvolvimento e validação de novas solucações de segurança para sistemas de sinalização ferroviários. O presente trabalho poderá ser apoiado por Bolsa de Investigação, os alunos interessados deverão contactar o orientador para mais informações.
Observações
Para qualquer dúvida ou esclarecimento por favor contacte o docente Jorge Granjal (jgranjal@dei.uc.pt, gab. D 3.22).
Orientador
Jorge Granjal
jgranjal@dei.uc.pt 📩