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Diplomarbeit Evaluation normativer Strategien des verteilten Reputationssystem EVIDIRS cand. Dipl. Inform. Stefan Fähnrich Betreuer: Philipp Obreiter Gutachter:

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Präsentation zum Thema: "Diplomarbeit Evaluation normativer Strategien des verteilten Reputationssystem EVIDIRS cand. Dipl. Inform. Stefan Fähnrich Betreuer: Philipp Obreiter Gutachter:"—  Präsentation transkript:

1 Diplomarbeit Evaluation normativer Strategien des verteilten Reputationssystem EVIDIRS cand. Dipl. Inform. Stefan Fähnrich Betreuer: Philipp Obreiter Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Klemens Böhm Im Rahmen des DIANE-Projekts Universität Karlsruhe, Fakultät für Informatik, IPD

2 2 Motivation ? ? ? Problem: nicht alle Teilnehmer sind vertrauenswürdig

3 3 Normatives EVIDIRS Vollständig verteiltes Reputationsystem mit Beweismitteln und sozialer Struktur ? ? Ziel: Evaluation Beweismittel- verwaltung Entscheidungs- findung Glaubens- bildung Aktion Quittung Vertrag Transaktions- protokoll

4 4 Existierende Evaluationswerkzeuge DIANEmu Simuliert Ad hoc Netz Java basiert Campusszenario Bewegungsmuster & Partionierung Simulative Cooperation Tournament (SCT) EVIDIRS Simuliert Ablauf Hypothesentester automatisierter Ablauf einer bzw. mehrerer Hypothesen Problem: woher kommen die Gegenstrategien?

5 5 Problemansatz Finden von Gegenstrategien erforderlich Effektive Lösung zur Suche notwendig Idee: Turnier entwickeln –Teilnehmer als Versuchspersonen –Erzeugen immer neuer Gegenstrategien –Durch neue Teilnehmer immer neue Einsichten –Gegenstrategien werden im SCT getestet –Computerstrategien im Turnier integrieren

6 6 Gliederung Motivation und Ziel Evaluationsprozess Entwicklung eines Werkzeugs: Interactive Cooperation Tournament Finden und Bewerten von Gegenstrategien Gesamtevaluation von EVIDIRS Zusammenfassung und Ausblick

7 7 Evaluationsprozess Finden von Gegenstrategien Analyse der Gegenstrategien Interactive Cooperation Tournament Simulative Cooperation Tournament Hypothesentester Gesamtevaluation Integrieren Auswahl formulieren

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9 9 Anforderungen an das Interactive Cooperation Tournament Teilnehmer müssen gutes Grundverständis des Systems haben Leicht erlernbar Intuitive Bedienbarkeit FAQ Forum Glossar AvatareTransaktionswerteZuordnung Ticker Teilnehmer sollen sich erfolgreiche Gegenstrategien ausdenken

10 10 Anforderungen an das Interactive Cooperation Tournament Teilnehmer sollen sich erfolgreiche Gegenstrategien ausdenken Teilnehmer müssen motiviert sein, um erfolgreich zu sein Während des TurniersNach dem Turnier

11 11 Prozessschritt 1: Finden von Gegenstrategien Gelegenheitsspieler: 30 Langfristige Teilnehmer: 10 Turnierlänge: 30 Minuten – 2 Stunden Es konnten viele erfolgreiche Gegenstrategien extrahiert werden

12 12 Prozessschritt 1: Finden von Gegenstrategien Betrugskriterien Context Defector: Wert Distrust Distributor: Bürgen Newcomer Defector: Typ Nur Eigeninteresse All Defector: rein ausbeutend Clever Defector: eigene Anfragen Betrugskriterien Skimming Trust: Vertrauenswert End of Stay: Verweildauer Probability Defector: Zufallswert Normative Retailiator: Typ Discrimatory Defector: Typ (ID)

13 13 Ziel: bei gegebenen Rahmenbedingungen beste Gegenstrategie auszuwählen Methode: Bewertung der Gegenstrategien hinsichtlich der Rahmenbedingungen Betrachtete Dimensionen: Normativer Anteil, Kosten/Nutzen Verhältnis, Anzahl Transaktionen, Potientielle Partner, Rauschen Prozessschritt 2: Bewerten von Gegenstrategien

14 14 Grundeinstellungen: Teilnehmer: 100 Anteil Normative: 90% Transaktionspartner: 1 Nutzen: 50, Kosten: 17 Rauschen: 10% Prozessschritt 2: Bewerten von Gegenstrategien Betrachtete Dimension: Anzahl Transaktionen Resultat: die erfolgreichsten Gegenstrategien

15 15 Prozessschritt 2: Bewerten von Gegenstrategien Grundeinstellungen: Teilnehmer: 100 Anteil Normative: 90% Transaktionspartner: 1 Nutzen: 50, Kosten: 17 Rauschen: 10% Grundeinstellungen: Teilnehmer: 100 Anteil Normative: 90% Transaktionspartner: 3 Nutzen: 50, Kosten: 17 Rauschen: 10% Variation der Transaktionspartner

16 16 Prozessschritt 2: Bewerten von Gegenstrategien Auswahlmodul Entscheidungsbaum Übergangsfunktionen Strategien Rahmenbedingungen Auswahlmodul Strategie 1 Strategie 2 Strategie n Integration der Bewertungen Verbesserung:

17 17 Prozessschritt 3: Gesamtevaluation Grundeinstellungen: Teilnehmer: 100 Transaktionspart.: 10 Nutzen: 5, Kosten: 1 Rauschen: 10% Betrachtete Dimensionen: Anteil Normativer Transaktionen Hypothese: Kosten der Normativität < 3 Transaktionen

18 18 Zusammenfassung Motivation - Repuationssystem notwendig um Betrüger zu erkennen. Entwicklung des Interactive Cooperation Tournaments als Werkzeug zum Finden von Gegenstrategien. Evaluationsprozess Finden von Gegenstrategien Bewerten der Gegenstrategien Gesamtevaluation

19 19 Ausblick Feedback der Teilnehmer sehr hilfreich für semiautomatisierten Ablauf Untersuchung von schwachen Identitäten interessant Psychologische Aspekte Modellierung der Verteilungsfunktionen für Güter interessant (Monoplystellung, etc...)

20 20 Ende und Diskussion Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

21 21 Anhang

22 22 Gesamtevaluation Kombinierbar -keit Probabilistic Defector Context Defector Skimming Trust Defector Normative Retailiator Distrust Distributor End of Stay Discrimatory Defector Newcom er Defector Probabilistic Defector - Context Defector - Skimming Trust Defector - Normative Retailiator - Distrust Distributor - End of Stay - Discrimatory Defector - Newcomer Defector - Temptation Defector <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> <><> > <><> <><> <><> < <><> <><> >> > > <> > > > >>>> > >

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29 29 Anteil Normativer - Transaktionszahl

30 30 Robustheit gegenüber destruktiven Gegenstrategien Grundeinstellungen: Teilnehmer: 50 % Strategische: 20 mögliche Transaktionspartner: 1 Gewichtung bei initialer Vertrauensbildung: 10

31 31 Robustheit gegenüber destruktiven Gegenstrategien Grundeinstellungen: Populations: 50 Rauschen: 10% % Strategische: 20 mögliche Transaktionspartner: 1 Gewichtung bei initialer Vertrauensbildung: 10

32 32 Maximaler Anteil Uncooperative Grundeinstellungen: Populations: 50 Rauschen: 10% mögliche Transaktionspartner: 1

33 33 Integration der Gegenstrategien in einen automatischen Auswerter Profiler Strategien Benchmark Designpoint Prozessschritt 1: Finden von Gegenstrategien

34 34 Unterschiede Simulator - ICT Vereinfachung –Geld statt Partneraktion –Keine Inkonsistenzen –Keine Eigenwechsel Änderungen –Beweismittelspeicherung Weitere Unterschiede –Partionierung nur emuliert –Skalierbarkeit

35 35 ICT Teilnehmeranzahl: 30 Langfristige Teilnehmer: 10 Turnierlänge: 30 Minuten – 2 Stunden Anforderungen: Teilnehmer über längeren Zeitraum zu motivieren. Alle Module müssen vermittelt werden Kein Siegereffekt

36 36 ICT3 – Näher Betrachtet Intuitive Bedienbarkeit AvatareTransaktionswerteZuordnung Leicht erlernbar FAQ Forum Glossar Feedback/Motivation Statusfigur als Feedback Highscore Ticker

37 37 Ausblick Feedback der Teilnehmer sehr hilfreich für semiautomatisierten Ablauf Vertrauenswerte sehr unintuitiv Bürgschaften sehr wichtig Informationsaufbereitung für Menschen Untersuchung von schwachen Identitäten interesant (bereits im ICT und Simulator integriert)

38 38 ICT 3 – Näher Betrachtet (1) ICTSCT TransaktionsentscheidungaufsparbarJetzt oder nie Transaktionsablaufnacheinander Partitionierungemuliert (zufällig)simuliert (durch Bewegung) Nachrichtenversandnur bei neuen Transaktionsmöglichkeiten andauernd Produktion +- BeweismittelspeicherungUnlimitiertFixed (Least Recently Used) Eigenwechsel - + Anzahl Actions in returnEineviele Inkonsistenz möglich -+ Systemgrößebeschränktbeliebig PartneraktionGeld (bzw. Calorien)Aktion menschliche Teilnehmer +-

39 39 Klassifizierung der Gegenstrategien (2) NameTransaktions -werte Vertrauens- werte Eigene Bürgen Bürgen des Gegenübers Shadow of the future Partner Probabilistic Defector Context Defector Skimming Trust Defector Normative Retailiator Distrust Distributor End of Stay Discrimatory Defector Newcomer Defector Temptation Defector

40 40 Gefundene Gegenstrategien Clever Defector Temptation Defector Skimming Trust Defector End of Game Defector Context Defector Batch Defector -> neues Problem Probability Defector Distrust Distributor Normative Retailiator Newcomer Defector

41 41 Kalorientabelle 96 Banane 5040Apfel 16080Donut Eis 5527,5Karotte Pommes Hamburger Pizza Kuchen Portion100g

42 42 UbiBay

43 43 Testen der Einstellungen Anzahl Transaktionen Normative 20%100%60% Ab 50 Transaktionen testen

44 44 6 Wege Protokoll Vertrag Quittung Aktion Aushandeln

45 45 Trust Kernel

46 46 Literatur H. Frey, D. Gorgen, J. K. Lehnert, and P. Sturm. Erfahrungsbericht zur praktischen umsetzung eines auktionssystems für großfächige mo- bile multihop ad-hoc-netzwerke. In GI Betriebssysteme, Frühjahrstre®en 2003, Erlangen, April, C. M. Jonker, J. J. P. Schalken, J. Theeuwes, and J. Treur. Human experiments in trust dynamics. In iTrust, pages 206{220, S. Buchegger, L. Boudec, and J.-Y. L. Boudec. Core: A collaborative reputation mechanism to enforce node cooperation in mobile ad hoc net- works. In Proceedings of The 6th IFIP Communications and Multimedia Security Conference, Portorosz, Slovenia, September S. Buchegger and J.-Y. L. Boudec. Performance analysis of the confidant protocol: Cooperation of nodes - fairness in dynamic ad-hoc networks. In Proceedings of MobiHoc, P. Obreiter, S. Fähnrich, and J. Nimis. How social structure improves distributed reputation systems - three hypotheses. In Third Intl. Work- shop on Agents and Peer-to-Peer Computing (AP2PC'04), To appear in post-proceedings, New York, 2004.

47 47 Interactive Cooperation Tournament Erstellen einer Webapplikation –Turnier welches Simulator nachempfunden ist –Miterleben des Ablaufs –Menschliche Teilnehmer als Mitarbeiter Anfänglich gut Akzeptanz – Aber kein Langzeitspaß ICT 1 rein textbasiert Avatare, Partitionierung, Computerspieler Neues Design, FAQ und Glossar ICT 2 ICT 3 Zu komplex Sehr gute Akzeptanz

48 48 Motivation Autonome mobile Geräte bilden spontan ein offenes Kommunikations-Netz mit Selbstverwaltung Teilnehmer möchten Dienste in Anspruch nehmen Reputationssystem soll Robustheit sichern Problem: Ändern der Einstellungen führt eventuell zu neuen Problemen Finden von neuen Gegenstrategien Testen von Gegenstrategien

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51 51 Normatives EVIDIRS Vollständig verteiltes Reputationsystem mit Beweismitteln und sozialer Struktur Normen als Handlungsvorschriften Vertrag Transaktionsprotokoll Reputationssystem Teilnehmer Beweismittelverwalter Aktion Quittung


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