• Home
  • Search
  • Reputation-based solutions for trustworthy next-generation networks
  • https://doi.org/10.12681/eadd/57954Copy DOI Icon

Reputation-based solutions for trustworthy next-generation networks

  • Dec 1, 2024
  • Ιωάννα-Αγγελική Καπετανίδου
Show More
  • Abstract
  • Literature Map
  • Similar Papers
Abstract

Στη σύγχρονη εποχή του Διαδικτύου, η εστίαση τόσο στους τελικούς χρήστες όσο και στα ίδια τα δεδομένα έχουν εξελιχθεί σε δύο θεμελιώδεις πυλώνες. Αυτό οφείλεται κυρίως στη σημαντική διεύρυνση των πηγών δεδομένων, ιδιαίτερα με την εμφάνιση του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things (IoT)). Η εξέλιξη αυτή απαιτεί εξειδικευμένες λύσεις για την αποδοτική διαχείριση της συνεχώς αυξανόμενης κίνησης των δεδομένων αλλά και την υποστήριξη σύνθετων τύπων δεδομένων, όπως το πολυμεσικό περιεχόμενο, ενώ παράλληλα είναι ανάγκη να διασφαλίζεται η αξιοπιστία των δεδομένων, η ανθεκτικότητα στις επιθέσεις και υψηλή Ποιότητα Εμπειρίας (Quality of Experience (QoE)) για τους τελικούς χρήστες. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αξιοποιούμε την εμπιστοσύνη που βασίζεται στη φήμη (reputation-based trust) ως ένα βασικό εργαλείο για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων σε δύο διακεκριμένα πρότυπα δικτύων επόμενης γενιάς: τα Πληροφοριοκεντρικά Δίκτυα (Information-Centric Networking (ICN)) και τα Δίκτυα Υπολογιστικού Νέφους (Cloud Networking). Στο πρώτο μέρος αυτής της διατριβής, διερευνούμε πώς η εμπιστοσύνη που βασίζεται στη φήμη μπορεί να ενδυναμώσει τα Πληροφοριοκεντρικά Δίκτυα· εστιάζοντας στην Named Data Networking (NDN), την πιο διαδεδομένη πληροφοριοκεντρική αρχιτεκτονική, διερευνούμε την εμπιστοσύνη που βασίζεται στη φήμη ως μέσο για την αντιμετώπιση ορισμένων εγγενών ευπαθειών των NDN δικτύων, ιδίως στις λειτουργίες ασφάλειας και προσωρινής αποθήκευσης. Σε αυτό το πλαίσιο, ασχολούμαστε με διάφορα σενάρια χρήσης και δικτυακές υποδομές, με στόχο να αναδείξουμε τις δυνατότητες της εμπιστοσύνης που βασίζεται στη φήμη σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Αρχικά, δείχνουμε πώς η φήμη μπορεί να λειτουργήσει ως ένας συμπληρωματικός μηχανισμός στα υφιστάμενα συστήματα ασφαλείας σε ad hoc NDN δίκτυα. Εφαρμόζουμε έναν μηχανισμό που βασίζεται στη φήμη και αποδεικνύουμε τα οφέλη του όσον αφορά τη χρηστικότητα, καθώς και το επικοινωνιακό και υπολογιστικό κόστος. Στη συνέχεια, προτείνουμε δύο διακριτούς μηχανισμούς βασισμένους στη φήμη, καθένας από τους οποίους έχει σχεδιαστεί για την αντιμετώπιση μιας διαφορετικής κρίσιμης απειλής ασφαλείας των NDN δικτύων: συγκεκριμένα, τις επιθέσεις Δηλητηρίασης Περιεχομένου (Content Poisoning Attacks) και των επιθέσεων Ταλάντωσης του Ρυθμού Μετάδοσης (Bitrate Oscillation Attacks). Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η φήμη μπορεί να αποτελέσει ένα αποτελεσματικό αντίμετρο για τον μετριασμό των επιθέσεων και στις δύο περιπτώσεις. Πιο συγκεκριμένα, ο πρώτος μηχανισμός περιορίζει σημαντικά τη διάδοση του “δηλητηριώδους”/κακόβουλου περιεχομένου στο δίκτυο αποφεύγοντας κακόφημους παραγωγούς περιεχομένου. Ο δεύτερος μηχανισμός παρακολουθεί τις ταλαντώσεις στην ποιότητα μετάδοσης κατά τη διάρκεια μιας συνόδου πολυμεσικής ροής (streaming sessions) και προσαρμόζει την πολιτική προσωρινής αποθήκευσης ανάλογα, ώστε τελικά να διασφαλίσει εμπειρία χρηστών παρόμοια με όταν η μετάδοση γίνεται κανονικά, χωρίς επιθέσεις. Τέλος, παρουσιάζουμε μια πολιτική προσωρινής αποθήκευσης βασισμένη στη φήμη, ειδικά σχεδιασμένη ώστε να λαμβάνει υπόψιν την ανοχή σε σφάλματα και την εξοικονόμηση ενέργειας σε NDN IoT δίκτυα. Τα πειραματικά αποτελέσματα ανέδειξαν τα πλεονεκτήματα της λύσης μας ως προς την αξιοποίηση της προσωρινής αποθήκευσης και την ενεργειακή αποδόση. Το δεύτερο ζήτημα που εξετάζεται σε αυτή τη διατριβή είναι η παρακολούθηση της απόδοσης των υπηρεσιών υπολογιστικού νέφους λαμβάνοντας υπόψιν την εμπειρία του χρήστη, δίνοντας έμφαση στην ανάγκη ενσωμάτωσης αποκλειστικά αξιόπιστων αξιολογήσεων από χρήστες. Παρουσιάζουμε το Feed4Cloud, μια λύση βασισμένη στο blockchain που χρησιμοποιεί τη φήμη για να διασφαλίσει τη δίκαιη αξιολόγηση των υπηρεσιών με βάση την εμπειρία των χρηστών. Η φήμη της υπηρεσίας εντάσσεται στη διαδικασία παρακολούθησης της απόδοσής της ως ένα επιπλέον κριτήριο, ώστε να βελτιωθεί, τελικά, η ορχήστρωση των υπηρεσιών σε όλο το υπολογιστικό εύρος - από το νέφος έως τις άκρες του δικτύου. Τα αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το Feed4Cloud μπορεί να εντοπίσει και να φιλτράρει αποτελεσματικά τις μη έγκυρες αξιολογήσεις των χρηστών, ακόμη και αν η στρατηγική της επίθεσης είναι αρκετά πολύπλοκη, ενώ η αξιολόγηση των υπηρεσιών με βάση την εμπειρία των χρηστών διεξάγεται με συνέπεια και αξιοπιστία. Από πλευράς υλοποίησης, στο πρώτο μέρος της διατριβής οι προτεινόμενοι μηχανισμοί έχουν αναπτυχθεί και επικυρωθεί σε περιβάλλοντα προσομοίωσης, ενώ, στο δεύτερο μέρος, παρέχουμε ένα πραγματικό πρωτότυπο του συστήματος. Μέσω εκτεταμένων πειραμάτων, η παρούσα διατριβή καταδεικνύει την αποτελεσματικότητα των μηχανισμών εμπιστοσύνης που βασίζονται στη φήμη για την ενίσχυση της ασφάλειας και τη διατήρηση της εμπειρίας των χρηστών σε υψηλά επίπεδα σε πληροφοριοκεντρικά δίκτυα και δίκτυα υπολογιστικού νέφους. Συνολικά, η διατριβή συνεισφέρει με τεκμηριωμένα συμπεράσματα για την πρακτική υλοποίηση και τα οφέλη στην απόδοση των λύσεων που βασίζονται στη φήμη, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη ανθεκτικών, προσαρμοστικών και εύχρηστων μοντέλων εμπιστοσύνης για δίκτυα επόμενης γενιάς.

Similar Papers
  • Research Article
  • Citations31

A Lightweight Forwarding Strategy for Named Data Networking in Low-end IoT

  • Sep 19, 2019
  • Journal of Network and Computer Applications
  • Amar Abane +3
  • Single Book
  • Citations1

Minicursos do XXXIX Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos

  • Aug 16, 2021
  • Book Chapter

Das Redes Vestíveis aos Sistemas Ciber-Humanos: Uma Perspectiva na Comunicação e Privacidade dos Dados

  • Aug 16, 2021
  • Michele Nogueira +2
  • Research Article
  • Citations62

Cache Freshness in Named Data Networking for the Internet of Things

  • Jan 27, 2018
  • The Computer Journal
  • Maroua Meddeb +5
  • PDF
  • Research Article
  • Citations23

NINQ: Name-Integrated Query Framework for Named-Data Networking of Things.

  • Jun 30, 2019
  • Sensors (Basel, Switzerland)
  • Muhammad Atif Ur Rehman +2
  • Research Article
  • Citations51

Design and Implementation of an Open Source Framework and Prototype For Named Data Networking-Based Edge Cloud Computing System

  • Jan 01, 2019
  • IEEE Access
  • Rehmat Ullah +2
  • Conference Article
  • Citations6

IGate: NDN Gateway for Tunneling over IP World

  • Jul 01, 2021
  • Ran Zhu +2
  • Research Article
  • Citations29

Named Data Networking

  • Apr 01, 2018
  • International Journal on Semantic Web and Information Systems
  • Maroua Meddeb +5
  • Conference Article
  • Citations1

The Design and Implementation of an Information Centric Networking Architecture in Contiki NG OS

  • May 01, 2022
  • Alper Kamil Demir +1
  • Research Article
  • Citations45

An Efficient Signature Scheme Based on Mobile Edge Computing in the NDN-IoT Environment

  • May 14, 2021
  • IEEE Transactions on Computational Social Systems
  • Haiping Huang +3
  • Research Article
  • Citations19

Internet-Scale Video Streaming over NDN

  • Sep 01, 2021
  • IEEE Network
  • Chavoosh Ghasemi +2
  • PDF
  • Research Article
  • Citations7

NDN-BDA: A Blockchain-Based Decentralized Data Authentication Mechanism for Vehicular Named Data Networking

  • Apr 29, 2023
  • Future Internet
  • Ahmed Benmoussa +3
  • Research Article
  • Citations28

Handling Producer and Consumer Mobility in IoT Publish–Subscribe Named Data Networks

  • Mar 26, 2021
  • IEEE Internet of Things Journal
  • Diego Hernandez +4
  • Conference Article
  • Citations3

Building an Information-Centric and LoRa-Based Sensing Platform for IoT

  • May 10, 2021
  • Anthony Dowling +3
  • Research Article
  • Citations57

A trust management scheme to secure mobile information centric networks

  • Dec 23, 2019
  • Computer Communications
  • Geetanjali Rathee +4
Cactus Communications logo

Copyright 2026 Cactus Communications. All rights reserved.