Universidade de Colônia, na Alemanha, constrói supercomputador RAMSES para criptografar dados durante todo o processamento

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade de Colônia (University of Cologne) construiu um supercomputador chamado RAMSES, capaz de manter os dados criptografados durante o processamento, preenchendo uma lacuna de segurança além do armazenamento de dados e da transmissão.

Anteriormente, ao processar dados sensíveis, a criptografia era geralmente aplicada em duas etapas: armazenamento em disco e transmissão pela rede. No entanto, quando os dados eram carregados na memória para processamento, a proteção desaparecia, expondo as informações na memória, onde qualquer pessoa com acesso suficiente poderia lê-las. Esse problema persistia há muito tempo, principalmente devido a limitações físicas e custos. Criptografar e descriptografar exigem recursos computacionais, e a principal função de um supercomputador é a velocidade; adicionar uma camada de segurança a cada operação de memória poderia causar uma queda significativa no desempenho.

Os chips mais recentes mudaram esse cenário. O sistema RAMSES integra funcionalidades incorporadas aos processadores AMD, onde o próprio hardware criptografa automaticamente a memória à medida que os dados entram e saem. A criptografia é realizada no nível do controlador de memória do chip, e os programas executados sobre ele não precisam de nenhuma modificação; os dados permanecem criptografados durante todo o processo. Com a proteção ativada, nem mesmo o administrador que gerencia a máquina consegue ler o conteúdo da memória dos trabalhos dos usuários, e a camada de software que gerencia as máquinas virtuais também não consegue.

O RAMSES integra diversas ferramentas existentes: a proteção de memória vem da AMD, a criptografia de arquivos é feita pelo software de armazenamento da IBM, as chaves de criptografia são mantidas em um dispositivo de segurança dedicado da empresa Thales, e o login requer autenticação secundária via Cisco Duo. Para usuários comuns, a operação no front-end permanece simples: basta adicionar uma instrução curta à solicitação de trabalho, e o sistema inicia um ambiente de criptografia privado, obtém a chave, executa o trabalho e limpa o ambiente, deixando apenas o resultado criptografado. A experiência do usuário para trabalhos seguros é quase idêntica à de trabalhos comuns.

A equipe testou o sistema em duas cargas de trabalho genômicas, incluindo varredura e comparação de dados de DNA. Os resultados mostraram que: uma tarefa dependente de atividade de disco, com a proteção de segurança mais forte ativada, teve uma redução de velocidade de cerca de 4,4%; outra tarefa altamente dependente de memória teve uma redução de velocidade de 18%. A decomposição dos custos mostrou que executar em um ambiente virtual privado sem qualquer criptografia representava cerca de metade da redução de velocidade; a criptografia de memória em si contribuiu com a maior parte do restante; a criptografia de arquivos quase não adicionou custos.

Documentos técnicos mostram que existem duas versões da proteção de memória da AMD, uma versão inicial e uma versão mais recente e mais forte. A nova versão adiciona defesas contra certos tipos de ataques, e a promessa de proteção contra administradores comprometidos depende dessas defesas. Os chips no RAMSES podem executar a versão mais forte; o artigo usou ambos os nomes, e a configuração exata ainda é uma questão em aberto.

A motivação de todo o projeto está relacionada a requisitos regulatórios. A máquina processa dados do genoma humano e imagens médicas, que pertencem à categoria mais protegida sob as leis de privacidade europeias. Enviar dados para a nuvem comercial significa transferi-los para fora da instituição, trazendo encargos legais e de auditoria adicionais. Mantendo o supercomputador no campus, a universidade pode manter os dados em suas próprias mãos, realizar suas próprias auditorias e controlar o acesso físico ao hardware. O centro oferece seus serviços gratuitamente aos seus pesquisadores, e o código-fonte pode ser disponibilizado a outras instituições acadêmicas mediante solicitação.