Credible reputation systems for P2P e-communities

Η εμπιστοσύνη είναι θέμα ζωτικής σημασίας σε όλες τις μορφές η-κοινοτήτων, όπως κοινότητες ομότιμων κόμβων (P2P κοινότητες), ασύρματα αυτο-οργανωμένα δίκτυα και κοινότητες κοινωνικής δικτύωσης, όπου οι οντότητες χρειάζεται να παίρνουν αποφάσεις σχετικά με το ποια οντότητα θα εμπιστευτούν για το σκοπό μια συναλλαγής. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος διαχείρισης της εμπιστοσύνης σε αυτές τις κοινότητες έχουν προταθεί διάφορα συστήματα φήμης. Σκοπός τους είναι ο υπολογισμός της αξιοπιστίας των οντοτήτων με βάση τη συμπεριφορά τους κατά τη διεξαγωγή συναλλαγών. Στην παρούσα διατριβή, εστιάζουμε στην περίπτωση των P2P κοινοτήτων, όπου η έλλειψη κεντρικής διαχείρισης κάνει την ανάγκη για αποτελεσματικά συστήματα φήμης ακόμη πιο επιτακτική. Ταυτόχρονα, η κατανεμημένη φύση αυτών των συστημάτων τα κάνει ευάλωτα σε διαφόρων τύπων επιθέσεις, όπως οι μη έντιμες αναφορές (συστάσεις) σχετικά με τη συναλλακτική συμπεριφορά οντοτήτων, οι συνωμοσίες μη έντιμων παρόχων συστάσεων, η στρατηγική παραποίηση των συστάσεων, κ. α. Οι ερευνητικές προτάσεις συστημάτων φήμης συνήθως δεν λαμβάνουν υπόψη μια συνολική ανάλυση κινδύνων. Επιπλέον, υπάρχει έλλειψη σε ολοκληρωμενες εργασίες σχετικά με την αξιολόγηση και τη σύγκριση των κατανεμημένων συστημάτων φήμης. Αυτές οι ελλείψεις μας έδωσαν το κίνητρο για τον καθορισμό των στόχων της παρούσας διατριβής, που είναι: (1) η δημιουργία ενός γενικού πλαισίου για την ανάπτυξη και την αξιολόγηση ασφαλών συστημάτων φήμης, (2) η ανάπτυξη ασφαλών και αξιόπιστων συτημάτων φήμης για P2P η-κοινότητες με κίνητρα για έντιμες συστάσεις, (3) η αξιολόγηση της απόδοσης και της ανθεκτικότητας των προτεινόμενων συστημάτων φήμης έναντι διαφόρων επιθέσεων και τύπων κακόβουλης συμπεριφοράς. Για την επίτευξη του πρώτου στόχου (α) δημιουργήσαμε ένα εννοιολογικό μοντέλο συστημάτων φήμης, το οποίο χρησιμοποιούμε ως μοντέλο αναφοράς, (β) ορίσαμε ένα πλαίσιο αξιοπιστίας που αποτελείται από ένα σύνολο κριτηρίων αξιοπιστίας για συστήματα φήμης και μια ταξινόμηση επιθέσεων και αμυντικών μηχανισμών, και (γ) προτείναμε ένα πλαίσιο αξιολόγησης για συστήματα φήμης, που βασίζεται στην εκτεταμένη έρευνα πάνω στις υπάρχουσες ερευνητικές δουλειές σχετικά με την αξιολόγηση και σύγκριση των συστημάτων φήμης. Ο δεύτερος στόχος επετεύχθη με την ανάπτυξη (α) αλγορίθμων υπολογισμού φήμης για ένα αξιόπιστο σύστημα φήμης, και (β) ενός καινοτόμου συστήματος ανταλλαγής συστάσεων που συνίσταται από εικονικές πληρωμές με βάση την αξιοπιστία ως προς την παροχή συστάσεων και ένα πρωτόκολλο για την ανταλλαγή μηνυμάτων που βασίζεται σε δομή δημοσίου κλειδιού. Για την επίτευξη του τρίτου στόχου αξιολογήσαμε τους προτεινόμενους μηχανισμούς φήμης, χρησιμοποιώντας το προτεινόμενο πλαίσιο αξιολόγησης και προσομοιωτές συστημάτων φήμης. Εκτελέσαμε διάφορα πειράματα προσομοιώνοντας σενάρια επιθέσεων και σε σύγκριση με άλλα γνωστά συστήματα φήμης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι προτεινόμενοι μηχανισμοί φήμης επιδεικνύουν ανθεκτικότητα στις εξεταζόμενες επιθέσεις και δίνουν κίνητρα για έντιμες συστάσεις. Επιπλέον των πειραμάτων προσομοίωσης, παρουσιάσαμε ποιοτικά ότι ο συνδυασμός των προτεινόμενων αλγόριθμων υπολογισμού φήμης, του βασισμένου σε πληρωμές μηχανισμού ανταλλαγής συστάσεων και του προτεινόμενου πρωτοκόλου ανταλλαγής συστάσεων μπορεί να προσφέρει μια συνολική λύση αυξημένης ασφάλειας για συστήματα φήμης κατανεμημένων η-κοινοτήτων.