Data confidentiality and reputation schemes in distributed information systems
Creators: name: Fischmann, Matthias
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Year: 2008
Subjects: subject: Sicherheit
subject: Datenbanken
subject: Vertrauen
subject: Vertraulichkeit
subject: Service-Provider
subject: Reputation
subject: Reputationssysteme
subject: Kryptographie
subject: IT-Sicherheit
subject: Kommunikationssicherheit
subject: databases
subject: trust
subject: cryptography
subject: IT security
subject: communication security
subject: security
subject: confidentiality
subject: service provider
subject: reputation
subject: reputation schemes
subject: 330 Wirtschaft
subject: 17 Wirtschaft
subject: QP 345

description: Diese Arbeit betrachtet zwei anspruchsvolle Probleme aus dem Bereich Computer- und Kommunikationssicherheit und Vertrauen. Beim Datenbank-Serviceprovider-Problem moechte ein Anwender seine Datenbank an einen Datenbank-Serviceprovider (DSP) uebergeben, damit dieser sie betreiben und ihm zur Verfuegung stellen kann. Er vertraut diesem DSP, und damit auch vertraglichen Abmachungen, nur bedingt und muss die Vertraulichkeit seiner Daten durch technische Massnahmen sicherstellen. Das zweite Problem ist das Verbreiten verlaesslicher Reputationsinformation ueber eine (moeglicherweise sehr grosse) Anzahl von Netzwerk-Knoten in einer Peer-to-Peer-Umgebung (P2P). Beide Probleme straeuben sich hartnaeckig gegen einfache Loesungen. Im Gegensatz zu traditionellen Sicherheitsproblemen in der Informatik hat der Gegner in beiden ein hohes Mass an Kontrolle ueber die Situation. Der nicht ausreichend vertrauenswuerdige DSP muss in der Lage sein, die Daten seines Kunden zu verarbeiten, ohne etwas ueber sie zu lernen, was intuitiv wie ein Widerspruch erscheint. In P2P-Anwendungen ist es wuenschenswert, dass Knoten anonym beitreten und jederzeit wieder austreten koennen, aber diese Anonymitaet erleichtert es, falsche Reputationsinformation zu verbreiten. Ein Knoten, der erstmalig in ein P2P-Netzwerk eintritt, muss den behaupteten Beobachtungen anderer Knoten vertrauen. Die Resultate dieser Arbeit sind keine Idealloesungen, und dennoch aufschlussreich in mehrerlei Hinsicht: Es werden gelockerte, aber immer noch nuetzliche Sicherheitsbegriffe fuer das DSP-Problem vorgeschlagen; es werden theoretische Grenzen des DSP-Loesungsraums gezogen; und die Auswirkung feindseligen Verhaltens in P2P-Reputationssystemen wird durch heuristische Methoden reduziert. Ein Nebeneffekt unserer Arbeit ist ein speziell fuer Reputationssysteme in P2P-Netzwerken geeignetes Simulations-Tool, das zum Vergleich und zum Fine-Tuning bestehender und zukuenftiger Forschungsarbeiten genutzt werden kann.
description: In this thesis we discuss two demanding problems from the field of computer and communication security that involve trust. The first is known as the database service provider problem: A database owner wants a database service provider (DSP) to host her database. She only trusts this DSP to a limited extent, so she does not want to rely solely on contractual solutions. It is therefore necessary to enforce confidentiality of her data by technical means. The second problem concerns a (potentially very large) number of network nodes in a peer-to-peer (P2P) environment. Both problems are notoriously hard because, other than in traditional computer security problems, the adversary has a lot of control over the situation. The untrusted DSP needs to be able to process the data without learning anything about it, which seems to be a contradiction. In P2P applications it is desirable that nodes can join anonymously, but anonymity makes it easy to spread false reputation information. A node that enters a P2P application network for the first time needs to trust the claimed observations of other nodes, independent of the rate of malicious behaviour. Our findings are not perfect solutions, but nevertheless instructive in several ways: We propose relaxed, but still practically useful, notions of security for the DSP problem; we identify theoretical limitations of the DSP solution space; and we gradually reduce the impact of adversarial behaviour in P2P reputation systems using heuristic methods. As a side effect of our work, we present a special-purpose framework for simulation of P2P reputation systems that can be used to compare and fine-tune previous and upcoming work.