Autor Thema: Thesis @ EST  (Gelesen 439 mal)

Offline Bettina

  • Neuling
  • *
  • Beiträge: 19
  • Laboringenieurin Embedded Systems Technology
    • Personen FBI - Bettina Kurz-Kalweit
Thesis @ EST
« am: 08.06.2017, 09:53:27 Vormittag »
Wir suchen Bachelor- und Master-Studenten, die Interesse haben, ihre Thesis thematisch im Rahmen unseres aktuellen Forschungsprojektes zu schreiben:
Bei Bachelor-Studenten beinhaltet dies auch die der Thesis vorausgehende Praxis-Phase.
Master-Studenten können Teile der Arbeit auch als vertiefende F&E-Studien durchführen.
 
 
Im Rahmen des Forschungsprojekts BASE MoVE wird von der Arbeitsgruppe des Embedded System Technology Lab (EST) eine Plattform für eine zukunftsfähige IoT-Sensorik zusammen mit mehreren Kooperationspartnern entwickelt. Grundlegende Funktionen sind dabei, dass mehrere Funkprotokolle auf einer hierfür geeigneten Hardware unterstützt werden können. Weiterhin soll die Firmware aktualisierbar sein. Hierfür sollen sichere Methoden eines zukünftigen IoT-Systemmanagements exemplarisch für das Open Source Betriebssystem RIOT OS („the friendly operation system for the Internet of Things“) entwickelt werden.
 
Bachelorarbeit mit Praxisphase
Design, Entwicklung und Evaluation der Aktualisierungsfähigkeit von IoT-Plattformen
Erstellt und evaluiert werden soll eine Lösung, mit der zwischen verschiedenen Speicherabbildern (Images) in einer multiprotokollfähigen IoT-Hardwareplattform wie dem TI CC2650 zum Systemstart umgeschaltet werden kann (Image Switching). Dies soll auf der Basis des Open Source Betriebssystems RIOT OS erstellt werden. Die Erweiterungen sollen als Open Source der Community zur Verfügung gestellt werden und in zukünftige Versionen integrierbar sein. Die Umschaltung zwischen den Images soll von außen durch eine Signalisierung mittels Funkübertragung über 6loWPAN initiierbar sein. In einem zweiten Schritt ist eine Methode zur Übertragung von Images über die gleiche Funkverbindung zu implementieren (Image Update). Im Rahmen der Evaluation ist zu untersuchen, wie aufwändig eine Implementierung zu realisieren ist und welche Zeiteigenschaften das Umschalten und Übertragen von Images über 6loWPAN besitzen. Eine Analyse soll die Integrationsmöglichkeiten mit Implementierungen zur Sicherung der Übertragung aufzeigen. Weiterhin sollen eine Recherche zu bereits existierenden Implementierungen für andere IoT-Betriebssysteme und ein Vergleich mit der realisierten Lösung die Möglichkeiten und Effizienz von Implementierungen für Aktualisierungsfähigkeiten im IoT vergleichbar machen.
 
 
Masterarbeit (alternativ Teile der Arbeit als vertiefende F&E-Studien)
Analyse, prototypische Umsetzung und Evaluation eines sicheren Systemmanagements für IoT-Plattformen
Für Funktionen des Systemmanagements von IoT-Plattformen wie der Aktualisierung der Firmware oder dem Umschalten zwischen unterschiedlichen Firmwareversionen soll an Hand des Open Source Betriebssystems RIOT OS analysiert werden, welche Implementierungsansätze in den verschiedenen Betriebssystemkomponenten des Netzwerkstacks bestehen und welche Vor- und Nachteile die Ansätze bieten. Dabei sollen als IoT-Hardware zwei Varianten mit und ohne Einsatz eines aktuellen Crypto-Prozessors die Grundlage bilden. Als Evaluationskriterium dient die Integrierbarkeit des Systemmanagements mit Funkprotokollen wie 6loWPAN oder Bluetooth und hierauf aufbauender Anwendungen. Eine weitere Analyse von bestehenden offenen Lösungen und Protokollen zum IoT-Systemmanagement soll aufzeigen, inwieweit diese als Grundlage für eine prototypische Implementierung geeignet sind. Auf Basis der Analysen soll prototypisch eine Implementierung eines gesicherten Systemmanagements erfolgen, welches die Funktionen der Erkennung von neuen Geräten (Neighbor Discovery) und dem Koppeln eines IoT-Geräts mit einem Gateway (Pairing) implementiert. Weiterhin soll die Implementierung die grundlegenden Eigenschaften der Sicherung der Aktualisierung von Firmware (Image Update) und dem Umschalten zwischen Firmwareversionen (Image Switching) bilden. Eine Evaluierung verschiedener Bedrohungsszenarien im IoT soll den Grad der Sicherheit der gefundenen Lösung und deren Grenzen aufzeigen.
 
 
Bachelorarbeit mit Praxisphase
Analyse, Implementierung und Evaluation einer Continuous-Integration-Plattform für ressourcenbeschränkte IoT-Geräte
Im Embedded-Bereich verbreitet sich der Ansatz von Continuous Integration zunehmend. Durch einen kontinuierlichen Buildprozess und grundlegende Akzeptanztests (Smoke Tests) wird die Integrität der Hauptfunktionen der Software-Komponenten bzw. -module gewährleistet. Für das im BASE MoVE-Projekt verwendete RIOT-OS sowie hierauf aufbauender Funktionen soll eine Automation auf Basis von Jenkins in Kombination mit einem geeigneten Testautomations-Framework entwickelt werden. Akzeptanztests sollen den Build-Vorgang, Run-Tests sowie Code-Analysen und Log-Dateien der zu testenden Software beinhalten. Entwickler sollen mittels Monitoring und Email-Benachrichtigung über Ergebnisse beim Akzeptanztest informiert werden. Zunächst soll ein Jenkins-Server, mit dessen Hilfe sich solche Akzeptanztests realisieren lassen, aufgesetzt und konfiguriert werden. Im Weiteren liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Analyse, Auswahl und Evaluierung eines oder mehrerer geeigneter Testautomation-Frameworks, um damit die Run-Tests der Software-Komponenten automatisiert durchführen zu können. Abhängig vom Zielsystem sind dafür Testfälle zu erstellen und zu spezifizieren. Dies umfasst den Hardware-Aufbau je Software-Komponente sowie die Generierung von Testdaten und Testskripten. Neben der anschließenden Test-Durchführung soll auch die Auswertung automatisiert mit Hilfe des Jenkins-Servers erfolgen. Die Fragestellungen zur Evaluierung umfassen die Zeitdauer eines jeweiligen Komponenten-Tests in Abhängigkeit zum Testumfang, die Eignung von Programmiersprachen für Komponententests, die Möglichkeit der Separierung von neuen Codeteilen im Test durch Staging über mehrere Buildphasen in Form einer Buildfarm und die Analyse der Möglichkeit zur Erkennung von Fehlerquellen in Abhängigkeit von der gewählten Staging-Ebene. Weiterhin konfigurierbar sein sollen ergänzende Analysen mittels Metrik-Tools.
 
 
Für weitere Informationen oder bei Interesse an dem Thema melden Sie sich bitte bei Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein!