Redes P2P y Reputación Marzo 2004

1. Redes P2P y Reputación Marzo 2004 Rafael Melendreras Ruiz

2. 1. Introducción a las redes P2P

3. ‘Peer-to-Peer’ es un esquema de relación SIMÉTRICA entre dos elementos o nodos (peers) Mismas capacidades Mismos permisos Capacidad de intercambio de papeles en una relación Esquemas de relación ASIMÉTRICA Master/Slave Gestor/Agente Cliente/Servidor ... ¿ Qué es Peer-to-Peer ? METÁFORA: Tertulia METÁFORA: Clase

4. Tecnologías históricas Peer-to-Peer... INTERNET en sus orígenes seguía un esquema PEER-TO-PEER... NNTP Enrutamiento IP (IMP’s) (News Notification Transfer Protocol) ...o APLICACIONES ASIMÉTRICAS pero con patrones de uso SIMÉTRICOS FTP TELNET

5. ... y como se fue optando por tecnologías asimétricas ...pero progresivamente ha ido adoptando esquemas jerárquicos... DNS ...o claramente ASIMÉTRICOS HTTP En cierto sentido, P2P devuelve a INTERNET a su filosofía original.

6. Aplicaciones y protocolos APLICACIÓN NNTP FTP SNMP HTTP DNS Nivel APLICACIÓN ... TCP Nivel TRANSPORTE IP Nivel RED

7. Se produce alrededor del año 2000 Se centra más en APLICACIONES P2P que en PROTOCOLOS P2P Elemento en común: DEVUELVEN CONTENIDO Y CONTROL A LOS USUARIOS Aprovecha recursos (almacenamiento, contenido, ciclos de CPU, presencia de personas) en LA PERIFERIA DE LA RED (e infrautilizados) Toleran conectividad variable Algunos proyectos influyentes Napster SETI@Home Gnutella Web Services / .Net El BOOM del Peer-to-Peer

8. Aplicaciones. Peer-to-Peer vs. Client/Server • CLIENTE/SERVIDOR • Existe un elemento CENTRAL el SERVIDOR, que proporciona servicios a los CLIENTES • Relación asimétrica • En el SERVIDOR se suelen concentrar • Datos y lógica de negocio • Capacidades de alta disponibilidad, escalabilidad y explotación • Los clientes ofrecen interfaz de usuario y tienden a ser ligeros • CENTRALIZACIÓN Cliente/Servidor • PEER-TO-PEER • NO existen elementos centrales • Cualquier nodo se puede comunicar con cualquier otro nodo (directa o indirectamente) • Relación simétrica • Los nodos presentan alta autonomía • Los esquemas de conectividad son variables • DESCENTRALIZACIÓN Peer-to-Peer

9. Las redes P2P reales no presentan conectividad directa entre todos sus nodos Deben proporcionar una visión descentralizada a pesar de: Desconocimiento de los nodos Presencia de nodos NO garantizada Apoyo en tecnologías y redes no siempre P2P Obstáculos: Firewalls NATS Tipos Completamente descentralizadas (ej. Gnutella, P2People) Jerárquicas (ej. DNS) Coordinadas centralmente (ej. SETI@Home y Napster) Tendencia hacia la estandarización ‘de facto’ o ‘de iure’ JXTA P2PWG Redes Peer-to-Peer

10. El experimento de Stanley Milgram en 1967 Envío de 160 cartas Población posible 200 Millones 42 cartas llegaron con una media de 5.5 intermediarios Conceptos relacionados Teoría de grafos Redes sociales Redes de telecomunicaciones Las redes P2P pueden tomarse como grafos La existencia de unos pocos nodos bien comunicados conduce al fenómeno del ‘small world’ El fenómeno ‘Small World’o ‘Este mundo es un pañuelo’

11. Suelen tener un elemento intermedio que SI es central Una vez que los nodos se comunican, la relación YA es P2P y SIMÉTRICA Ejemplo: Napster Arquitecturas Mixtas

12. Retos tecnológicos Seguridad Prestaciones Reputación y Confianza Tarificación Entornos Análisis de comportamiento de red Desarrollo Prueba Otros retos Madurez de la tecnología Estandarización Claridad del marco legal Definición de modelos de negocio Los retos del Peer-to-Peer

13. TÉCNICAS Escalabilidad (al modo P2P) Robustez (al modo P2P) Disponibilidad (al modo P2P) FUNCIONALES LIBERTAD de los usuarios DINAMISMO AUSENCIA de MEDIADORES EXPLOTACIÓN Ausencia de administración o administración sólo de entornos clientes ¿ Qué ventajas ofrece Peer-to-Peer ?

14. NO existen activos de ámbito claramente corporativo (típicamente procesos de negocio o datos) Los datos o interacciones no están claramente regulados Se busca la INTERACCIÓN LIBRE entre USUARIOS finales, más que acceso a un servicio o dato centralizado ÁMBITOS TÍPICOS Compartición de ficheros Computación distribuida Comercio electrónico Trabajo en grupo ¿ Cuándo aplicar Peer-to-Peer ?

15. Necesidad de la gestión de la reputación en redes P2P 2.

16. Necesidad de la Gestión de la Reputación en redes P2P Anonimato de los usuarios (Anonimity) Mayoría de Aplicaciones de acceso a las redes P2P, usan técnicas o métodos ocultación de IP (Privacidad) Redes P2P tienden a ser inundadas con archivos corruptos (inauthentic files) por usuarios malintencionados (malicious peers). Intereses: • Propios (Industria de Grabación). • Degradar funcionamiento de la red. • Económicos (aquellas que incluyan servicios C2C, etc).

17. Necesidad de la Gestión de la Reputación en redes P2P Sistemas de Gestión de la Reputación Algoritmos que permitan a los usuarios (peers) conocer a otros en función de sopesar la opinión de aquellos con quienes interaccionaron en el pasado. • OBJETIVO: • Minimizar el número de contactos (sesiones de trabajo o colaboración) con usuarios malintencionados.

18. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) “Valor de Confianza Local (local trust value): sij” Suma de las tasas de cada una de las descargas que el peer i ha recibido del peer j. • Tasa de descarga positiva: tr(i,j)=1 • Tasa de descarga negativa: tr(i,j)=-1 Problema: Como agregar los valores de confianza local sij sin almacenarlos ni gestionarlos de manera centralizada. Solución: Sistema de reputación que agregue los valores de confianza local de todos los usuarios de manera natural, con el mínimo coste en términos de complejidad de mensajes.

19. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) Noción de “Confianza Transitiva” Un usuario i tendrá una buena opinión de aquellos otros usuarios que le hayan proporcionado archivos no corrompidos. Incluso, dicho peer tenderá a confiar en las opiniones de esos mismos usuarios, debido a que si han sido honestos con los archivos que ellos mismos proveen deberán serlo en cuanto a la información que reporten sobre sus valores de confianza local.

20. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) ALGORITMO EIGEN TRUST La reputación total de cada peer i viene dada por los valores de confianza local asignados a i por otros peers, y ponderados por las reputaciones globales de quienes los asignan. Normalización de Valores de Confianza Local:Con la intención de que peers malintencionados no trastornen el sistema se asegura que  [0,1]. Valores arbitrarios no están permitidos. Cij solo aporta valores relativos (proceso de normalización), sin embargo, permiten efectuar el desarrollo computacional del algoritmo sin renormalizar los valores de confianza global en cada iteración.

21. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) Suma de los Valores de Confianza Local:La forma natural es que el usuario i pregunte a sus “conocidos” acerca de sus opiniones sobre el peer en cuestión, y en función de su confianza en éstos dar un mayor o menor peso a esas opiniones. Tasa de confianza del peer i en el k en base a las opiniones de los conocidos. Se puede profundizar aún más y preguntar a los conocidos de nuestros conocidos (Obtendremos una visión más completa de la red después de muchas iteraciones “n”)

22. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) Algoritmo Eigen Trust Distribuido Para cada peer i { - Primero, preguntar a los usuarios que han descargado archivos de i sus opiniones. (tj(0)=pj) - Mientras no converja repetir { - Cálculo del valor de confianza global actual del peer i: ti(k+1)=(1-a)(c(1i)t1(k)+..+c(qi)tq(k))+api - Envía tu opinión cij y el valor de confianza global ti(k+1) a los peers de quienes has descargado archivos. - Espera a que tus conocidos te envíen sus valores de confianza y opiniones actualizados. } }

23. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) Algoritmo Eigen Trust Distribuido y Seguro - Cada peer i posee un número M de managers de resultado - Desde que cada peer es a su vez manager de resultado, tiene un conjunto de peers hijas (Daughter) D, para las cuales es uno de sus managers de resultados. - Cada peer hija proporciona su manager de resultados con el conjunto de peers de los que ella ha tratado de descargarse archivos. Diagrama

24. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. Eigen Trust(Standford) Seguridad en Eigen Trust • Los peers malintencionados pueden reportar valores de confianza falsos. • Los managers de resultados calculan el vector de confianza global de un peer. • Tablas de Hash Distribuido (DHT) • Ventajas de los managers de resultados: • Anonimato • Randomización • Redundancia

25. Revisión de sistemas actuales de gestión de la reputación. El uso de valores de confianza en Eigen Trust: • Ayuda a aislar a los peers malintencionados (Hasta comunidades con agrupaciones del 70% de este tipo) . • Encauza el problema de “freeloader”. Problemas de Eigen Trust: • Los diseminadores de virus. • Los archivos corruptos. Eigen Trust(Standford)