Transmissão de mídia contínua ao vivo em P2P: modelagem, caracterização e implementação de mecanismo de resiliência a ataques

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Transmissão de mídia contínua ao vivo em P2P: modelagem, caracterização e implementação de mecanismo de resiliência a ataques

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Title: Transmissão de mídia contínua ao vivo em P2P: modelagem, caracterização e implementação de mecanismo de resiliência a ataques
Author: Alex Borges Vieira
Orientador: Sergio Vale Aguiar Campos
Banca:
Presidente: Sergio Vale Aguiar Campos
Membro: Elias Procópio Duarte Júnior; Raquel Aparecida de Freitas Mini; Antonio Alfredo Ferreira Loureiro; Jussara Marques de Almeida; Renato Antonio Celso Ferreira
Subject: Computação Teses.; Redes de computação Teses.; Internet (Redes de computação) Teses.; Cliente/servidor (Computação) Teses.
Palavra-chave: P2P; IPTV; Segurança; Ataques; Reputação; Ataque de Poluição
Date: 26-03-2010
Publisher: UFMG
Abstract: Aplicações de mídia contínua em P2P estão se tornando mais populares a cada dia. Em contraste com o modelo tradicional cliente-servidor, o modelo P2P transpassa problemas como escalabilidade e necessidade de recursos poderosos, concentradosem um único ponto. Em contrapartida, as redes P2P podem ser alvos de ataques e comportamentos oportunistas.Este trabalho apresenta um modelo descentralizado de reputação paracombater ataques em sistemas de mídia contínua P2P. Em particular, são concentrados esforços para combater ataques de poluição. Nesse ataque, os participantes maliciosos alteram ou forjam os dados da mídia contínua na tentativa de disseminar conteúdo indesejado aos demais participantes do sistema.Os resultados incluem uma modelagem de sistemas P2P e umaverificação formal dos danos causados por ataques de poluição. Nesse sentido, há uma evidencia que a escolha dos protocolos e algoritmos do sistema P2P influenciam no impacto causado por um ataque. Incluem também uma caracterização dos usuários de sistemas de transmissão ao vivo de mídia contínua em P2P. A partir dessa caracterização é possível compreender a dinâmica dos participantes desses sistemas e assim avaliar o impacto de seu comportamento tanto na escalabilidade do sistema, quanto na qualidade da mídia recebida. Finalmente, édesenvolvido um sistema de defesa contra ataques de poluição. Os resultados mostram que o novo mecanismo implementado bloqueia um ataque com uma sobrecarga inferior a 2% da banda de rede necessária para a transmissão, enquanto a solução indicada pela literatura necessita de pelo menos 100% de banda adicional. Além disso, o novo mecanismo é eficaz mesmo com conluio dos participantes e, nessecaso, o pico de retransmissão é inferior a 30%, enquanto as soluçõestradicionais necessitam de até 100% de banda adicional. Finalmente, o novo mecanismo permite reabilitação dos participantes que geraram conteúdo indevido e provê medidas de incentivo para o ompartilhamento dos recursos na rede P2P
Resumo em lingue estrangeira: P2P live streaming applications are becoming more popular each day. In contrast to the client-server model, the P2P model overcomes problems like system scalability and need of powerful resources in a single point. On the other hand, P2P networks may suffer with attacks and opportunistic behavior. In this work we present a decentralized reputation system to fight attacks in P2P live streaming networks. In particular, we focus on pollution attacks, where a malicious peer alters or forges the streaming data, aiming to disseminate undesirable content.Our results include a formal model to check pollution attacks damages to P2P live streaming systems. We show that protocol and algorithms influence the impact caused by an attack. We also characterize the client behavior in P2P live streaming systems. Thus, we can understand client dynamics and evaluate the impact that it causes on system scalability and media quality. Finally we implement a reputation mechanism to fight pollution attacks. Our results show that the new mechanism can block a pollution attack with an overhead lower than 2% of network bandwidth, while the solution recommend needs at least 100%. Moreover, the new mechanism can lead with collusion attacks. In this case, it needs a peak less than 30%, while traditional approach needs at least 100% more bandwidth. Finally, allows peers rehabilitation and provides incentivemechanisms.
URI: http://hdl.handle.net/1843/SLSS-85BNKG

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