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La Fundación eBPF, que se centra en avanzar en el estado del arte de la eBPF dirigiendo el desarrollo inicial, promoviendo el uso de la tecnología y sus beneficios, y mejorando la seguridad y solidez de la eBPF en su conjunto, otorgó a cinco universidades cada una Subvención ilimitada de 50.000 dólares para realizar investigaciones en beneficio de la comunidad eBPF. Se presentaron veinticinco propuestas de 20 universidades para proyectos técnicos para desarrollar nuevas características y mejoras para eBPF. La Fundación eBPF había proporcionado originalmente una subvención, pero pudo aumentar las subvenciones a cinco debido a la importancia del trabajo propuesto. Los cinco ganadores fueron seleccionados después de una revisión detallada de todas las propuestas por parte del Comité Directivo de eBPF, compuesto por mantenedores clave del ecosistema eBPF. eBPF es una tecnología con origen en el kernel de Linux que puede ejecutar programas en espacio aislado en un contexto privilegiado, como el kernel del sistema operativo. Se ha utilizado en producción durante más de media década a escala, desde pequeñas implementaciones hasta operaciones en la nube a gran escala en miles de millones de dispositivos. eBPF puede ampliar de forma segura y eficiente las capacidades del kernel sin necesidad de que los desarrolladores modifiquen el código fuente del kernel o carguen módulos del kernel, lo que acelera significativamente el tiempo de comercialización. El objetivo de estas subvenciones es doble. Primero, para continuar mejorando la funcionalidad y confiabilidad de eBPF, necesitamos muchas características nuevas, que este trabajo ayudará a crear y desarrollar. En segundo lugar, al proporcionar financiación a instituciones educativas en lugar de a desarrolladores, este programa de subvenciones brindará una experiencia importante a estudiantes e investigadores y, al mismo tiempo, apoyará financieramente a sus instituciones. Además, estas subvenciones promueven la colaboración con la industria y la academia para beneficiar el fortalecimiento del propio eBPF y avanzar en el estado del arte. Los resúmenes de las propuestas seleccionadas y los destinatarios (en orden alfabético por universidad) son: Learned Virtual Memory with eBPF, Dimitrios Skarlatos, Carnegie Mellon University – El aumento de la capacidad de memoria en los centros de datos, junto con la proliferación de memorias para aplicaciones informáticas intensivas, hizo que la memoria de traducción virtual un serio cuello de botella en el rendimiento. Este problema está a punto de empeorar mucho debido a varios factores: i) las limitaciones de hardware inherentes al escalado TLB, que ya ha excedido las latencias de caché L2, ii) la llegada de capacidad de memoria a escala de terabytes a través de tecnologías como CXL, y iii) la creciente prevalencia de aplicaciones con uso intensivo de memoria. El objetivo de este proyecto es introducir una interfaz eBPF extensible para la gestión de la memoria, permitiendo técnicas ligeras de aprendizaje automático dentro del kernel de Linux que puedan adaptarse automáticamente a las necesidades de memoria de los procesos individuales. Mejora de la complejidad de eBPF con un entorno de aislamiento respaldado por hardware, Zhe Wang, Academia China de Ciencias, Beijing – El diseño actual del verificador eBPF plantea desafíos tanto de seguridad como de complejidad, que limitan un uso más amplio de los programas eBPF. Los investigadores creen que eBPF es un nuevo tipo de aplicación en modo kernel y deberían adoptar el método de aislamiento en lugar de verificación para garantizar la seguridad del kernel. Por lo tanto, este proyecto diseñará un entorno de ejecución de aislamiento asistido por hardware para programas eBPF, que no solo puede alcanzar el mismo nivel de seguridad que el verificador, sino que también incurre en una sobrecarga de rendimiento muy baja. Refinamiento de abstracción diferido con prueba para un verificador mejorado, Zhendong Su y Hao Sun, ETH Zurich: este proyecto introduce un nuevo enfoque, refinamiento de abstracción diferido con prueba, para mejorar la precisión del verificador eBPF. Al refinar abstracciones de forma selectiva y perezosa con técnicas de verificación de mayor precisión y refinamientos de codificación en pruebas verificables por máquina, el enfoque mejora significativamente la precisión al tiempo que mantiene una complejidad manejable. Las pruebas generadas en el espacio del usuario y validadas en el espacio del kernel garantizan una sobrecarga mínima. La implementación y la evaluación en profundidad demostrarán su efectividad, con el objetivo de la integración ascendente y la adopción ampliada de eBPF. Exploración de ruta verificada para análisis estático de eBPF, Srinivas Narayana y Santosh Nagarakatte, Universidad de Rutgers: este proyecto continúa un esfuerzo existente en el proyecto Agni para verificar formalmente algoritmos en el verificador de eBPF. Específicamente, los investigadores explorarán la verificación formal y las pruebas de robustez para un algoritmo clave en el verificador, a saber, la poda de ruta, que permite una verificación de seguridad rápida para programas eBPF con una gran cantidad de rutas de código estático. La solidez de la ruta de poda es fundamental para la seguridad, ya que una poda incorrecta puede provocar la ejecución de programas maliciosos en el kernel. Este proyecto da los primeros pasos hacia la verificación formal de la poda de rutas especificando condiciones de robustez y desarrollando técnicas sistemáticas para demostrar robustez y descubrir errores. Aplicaciones eficientes de escala μs con uso intensivo de IO que utilizan eBPF, Yueyang Pan, Kumar Kartikeya Dwivedi, Rishabh Iyer y Sanidhya Kashyap, Instituto Federal de Tecnología de Lausana (EPFL): este proyecto ampliará el subsistema eBPF y el kernel de Linux para que sirva como sustrato para creando un tiempo de ejecución dedicado para alojar aplicaciones de escala μs en Linux y al mismo tiempo garantizar un uso eficiente de los recursos. Según esta propuesta, EPFL tiene como objetivo personalizar de manera flexible las rutas de datos IO existentes en el kernel (red, almacenamiento) para construir una ruta rápida que se adapte a los requisitos funcionales de las aplicaciones. Además, diseñarán una abstracción de fibra que permita la descarga eficiente de la lógica de la aplicación en el kernel. «La fundación estuvo muy complacida de ver un interés tan fuerte por parte de universidades de investigación de todo el mundo en este programa de subvenciones y en el desarrollo de nuevas características y mejoras para eBPF en general», dijo Thomas Graf, presidente de la junta directiva de la Fundación eBPF y co -fundador. del miembro de la Fundación eBPF Isovalent. «Esperamos colaborar con nuestros nuevos socios de investigación en estos proyectos y que toda la comunidad eBPF se beneficie de este trabajo». Puede encontrar más información sobre el programa de subvenciones y los criterios en https://ebpf.foundation/funding-opportunities/research-fund/. Los informes resumidos de los resultados obtenidos se publicarán en 2025, junto con una RFP para el próximo año de financiación para continuar fortaleciendo el interés académico y la colaboración en torno al eBPF.
