Editorial, Edición del Verano de la Ciencia 2011.

Hola a tod@ nuestros lectores, les damos la bienvenida a una nueva entrega de "El Apunte del Byte", boletín de divulgación de la Academia de Tecnologías de la Información y Telemática de la Universidad Politécnica de San Luis Potosí.

El Verano de la Ciencia es una oportunidad de compartir con estudiantes los proyectos de investigación en los cuales estamos trabajando, mostrándoles una pequeña ventana al quehacer del investigador. Como cada año se propusieron varios proyectos y algunos fueron elegidos por estudiantes locales y foráneos para participar, otros proyectos se siguen desarrollando sin su colaboración y otros tendrán que esperar un año más hasta el próximo verano.

En esta edición especial presentamos los resultados de dos proyectos que se realizaron en las instalaciones de esta universidad:

• SIMULACIÓN DE DIODOS METAL-ÓXIDO-METAL ACOPLADOS A ANTENAS Por: Dr. Jorge Simón Rodríguez y Flor Elena Martínez Aguilar. 
• Laboratorio de Análisis de Malware Por: M.C. Hugo González

SIMULACIÓN DE DIODOS METAL-ÓXIDO-METAL ACOPLADOS A ANTENAS

Por: Dr. Jorge Simón Rodríguez y Flor Elena Martínez Aguilar.

Hoy en día debido al calentamiento global, se pretende hacer uso de nuevas fuentes de energía como lo es la energía solar. La energía solar puede ser aprovechada por medio de dispositivos sensores que la capten y la conviertan en electricidad. En el presente trabajo se propone le uso de antenas litográficas acopladas a diodos metal-oxido-metal (MOM) como sensores de radiación solar, esto con el fin de construir un arreglo de dichos sensores, que conectados a una circuitería eléctrica adicional sirvan como cargadores de baterías de dispositivos móviles en lugares donde no haya electricidad, o bien se quiera evitar el uso de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles y así contribuir a evitar el calentamiento global del planeta. Este proyecto fue parte de una investigación en la que se pretende llegara hasta la fabricación de los dispositivos y que por ahora solo contempla la simulación electromagnética de las antenas acopladas a diodos MOM mediante el método del elemento finito, método numérico en el cual el software COMSOL Multiphysics está basado. Los resultados de las simulaciones computacionales permitirán seleccionar la estructura de antena que muestre mejor desempeño como captadora de energía solar al ser acoplada a un diodo MOM.

Para llevar a cabo las simulaciones es necesario especificar los parámetros de las antenas: se parte de su geometría, es decir se dibuja el sistema a simular con una herramienta que COMSOL incluye, aunque también ofrece la posibilidad de importar diseños hechos en otro sofware de diseño asistido por computadora. Con el dibujo se define su ubicación espacial. Los materiales de los que está hecho el sistema a simular, en este caso la antena acoplada al diodo MOM, las condiciones de frontera, las fuentes, el rango de frecuencias de operación, la discretización de los subdominios, la variante del método de solución, etc, son aspectos importantes en la configuración de la simulación en COMSOL. Para los materiales de los que está hecha la antena y el diodo MOM que se simularon, se consideraron valores como: la conductividad, el índice de refracción de cada uno de los metales propuestos para construir las antenas (oro, plata, cobre, platino y aluminio), datos que fueron extraídos del sitio http://refractiveindex.info y de manera experimental mediante un Elipsometro Espectroscópico de Ángulo Variable, esta información permitió acercar las simulaciones a la realidad lo más posible ya que se incluyeron datos de materiales reales. Las antenas que se consideraron fueron dipolos como se muestra en la figura 1, una antena en modo recepción formada por dos brazos metálicos conectados a una línea de transmisión, misma que es conectada al diodo MOM.

Figura 1. Antena tipo Dipolo

Como se mencionó anteriormente se llevaron a cabo simulaciones de antenas de distintos materiales acopladas a diodos MOM, esto con el fin de saber a qué frecuencias se capta mayor cantidad de energía proveniente del Sol. Para tal fin se procedió al cálculo de la corriente eléctrica en la antena mediante la Ley de Ampere, es decir se integro alrededor de la antena el campo magnético, lo que nos dio una grafica de la respuesta en frecuencia para corriente, la cual al ser interpretada se puede concluir que a las frecuencias donde la corriente eléctrica es más intensa, la antena es mejor captadora de energía solar (resuena). La figura 2 muestra la respuesta en frecuencia de intensidad de corriente eléctrica para una antena dipolo de oro acoplada a un diodo MOM de longitud L=1µm situada en el espacio libre. La gráfica presenta dos máximos en la región de frecuencias a la que se hicieron las simulaciones, máximos que se interpretan como la resonancia principal de la antena (L=λ/2) en 83.232 THz o 3.6 µm y la secundaria (L=3λ/2) en 241.41 THz o 1.24 µm. Éstas frecuencias y longitudes de onda detectadas por la antena concuerdan con la aplicación de la Ley de Planck al Sol con una temperatura superficial de unos 6000K que indica que el 99% de la radiación emitida está entre las longitudes de onda de 0.15 µm a 4 µm. Se pudo observar buen comportamiento satisfactorio para antenas dipolo hechas de oro.

Figura 2. Respuesta en frecuencia

Laboratorio de Análisis de Malware

Por: M.C. Hugo González

Durante el verano de la ciencia 2011, se trabajó en desarrollar un sistema automatizado para análisis de comportamiento de malware, el trabajo fue desarrollado en conjunto con el alumno del Instituto Tecnológico Superior de San Juan del Rio, Leonardo Valdés Arteaga.

Este tipo de análisis consiste en ejecutar una pieza de malware en un ambiente controlado, registrando todos los cambios generados en el sistema. Estos cambios incluyen la creación de archivos, modificación del registro de windows, solicitudes a internet, entre otros.

Para preparar el ambiente de ejecución controlado se utilizo Cuckoo Sandbox[1] un sistema de código fuente abierto, que consta de una maquina virtual con un sistema operativo Windows, donde se ejecuta el código malicioso o malware, y un conjunto de aplicaciones escritas en python para facilitar la creación de la lista de malware a ejecutar, y almacenar la información en una base de datos. Así como un sistema para generar reportes de la actividad de dicho malware.

Primero se instaló Linux Ubuntu en los dos equipos de trabajo.

El segundo paso consistió en la instalación y puesta a punto de este sistema, donde se detectó la falta de algunos detalles en la documentación. Una vez que estuvo listo, este sistema,  y documentados los detalles de configuración se analizaron varias muestras de malware.

Los resultados del sandbox son bastante extensos y muy técnicos, no son fáciles de leer, así que luego se desarrolló un sistema para interpretar estos archivos y simplificar el resultado final en una escala de 5 de que tan peligroso o sospechoso puede resultar un archivo enviado.

Se implementaron dos servicios en el sistema, uno que monitorean un directorio específico y al encontrar un archivo lo pone en la lista para ser ejecutado por el sandbox. El otro que monitorea los resultados del sandbox para procesarlos y obtener un resultado simplificado.

Se finalizó el proceso con el desarrollo de un portal web para que los usuarios puedan mandar sus archivos sospechosos y obtener un resultado de 1 a 5 de que tan sospechoso o peligroso es su archivo.

El sistema todavía esta en pruebas y se espera que esté operando dentro de la Universidad Politécnica de San Luis Potosí en un corto tiempo.

Este sistema es de gran ayuda también para los administradores al tener documentados todos los cambios que produce un malware en el sistema, y saber si es posible recuperarlo o si es mejor volver a instalar el sistema operativo.

Si requieren más información, una demostración del sistema o documentación pueden contactarme para solicitarla.

[1] http://www.cuckoobox.org/