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Universität Karlsruhe 1/14 Entwurf eines vollkommen verteilten Reputationssystem in mobilen Ad-hoc Netzen Stefan Fähnrich Betreuer: Philipp Obreiter.

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1 Universität Karlsruhe 1/14 Entwurf eines vollkommen verteilten Reputationssystem in mobilen Ad-hoc Netzen Stefan Fähnrich Betreuer: Philipp Obreiter

2 Überblick Motivation Verwandte Arbeiten das Buddy-Reputationssystem – Voraussetzungen – Entwurfsentscheidungen Vertrauenswerte und Buddy-Beziehungen Transaktionskontexte – Vor- und Nachteile – Evaluation Zusammenfassung Schlußwort 2/14

3 Ad-hoc Netze gewinnen zunehmend an Bedeutung – wireless Lan – Handy-netze viele unbekannte Teilnehmer kooperieren – Anonymität fördert bertrügerisches Verhalten (->Internet) – zuviele Betrüger zerstören das Netz zentrale Ansätze existieren bereits dezentral: CONFIDANT-Protokol Motivation 3/14 Universität Karlsruhe Motivation

4 The Byzantine Generals Problem Leslie Lamport et. al. Verwandte Arbeiten 4/14 Universität Karlsruhe Angriff um 6.00 Uhr Kommandant Verwandte Arbeiten

5 Ziel: – Entlarvung von Überläufern – gemeinsamer Angriff wird verwirklicht Ergebnis: – min. 2m+1 Generäle loyal (m = Überläufer) Byzantinischen Generäle 5/14 Universität Karlsruhe Kommandant Überläufer Attacke Befehl war Aufgeben Verbesserungen: signierte Nachrichten relevanz: bedingt, keine 100% Auklärung nötig Verwandte Arbeiten

6 Public Key Infrastruktur starke Identitäten Observation nicht möglich Transaktionen immer paarweise reines Reputationssystem Allgemeins zum Reputationsystem 6/14 Universität Karlsruhe Reputationssystem: Vorraussetzungen

7 Vertrauensskala von -7 bis 8 – 0 als reiner Initalisierungswert – -7 bzw 8 als statischer Trust Empfehlungen um Vertrauenswerte mitzuteilen – Keine indirekten Empfehlungen – Empfehlungen nur als sekundäre Entscheidung paarweise Buddy-Beziehungen – zur schnelleren Abwicklung – zur Eigenwerbung Etwas konkreter: Empfehlungen 7/14 Universität Karlsruhe Reputationsystem: Entwurfsentscheidungen

8 Buddy-System: Ein Beispiel 8/14 Universität Karlsruhe D A E C B B 4 C 0 E 0 T1T1 A 1 B 2 C -2 D 0 B 4 C 0 E 1 E1E1 E1E1 B 2 C -1 D 0 E 2 A 4 C -1 E 2 B 4 C 0 D 0 E 1 B1B1 F ? Reputationsystem: ein Beispiel

9 Kontexte beziehen sich nur auf den Wert der Transaktion individuell unterteilbar und gewichtbar Buddies sollten ähnliche Hauptkontexte haben Empfehlungen müssen erst korreliert werden Transaktionskontexte Reputationsystem: Entwurfsentscheidungen 9/14

10 Transaktionskontexte korrelieren Reputationsystem: Transaktionskontexte [0,10)[10,20)[20, ) 8 [0,20) [10, ) 8 [0, ) 8 [0,15)[15,20)[20, ) 8 [0, ) 8 [20, ) 8 [0,20) 25 2 A {0,10,20, } 8 B {0,15,20, } 8 Vertrauen für C in Kontext [10,20) ? Vertrauen für C in Kontext [0,20) 2 10/14

11 Vorteile des Buddy-Reputationssystems – keine Authentifizierung nötig – schnellere Abwicklung – Eigenwerbung möglich – Einfache Aufdeckung von Komplotten – zusätzlicher Anreiz – vermittelt Gruppenzugehörigkeitsgefühl – Feedback über Struktur des Netzes Nachteile – Anfangsphase schwer – kein absoluter Schutz (aber Nutzen maximierend) Buddy-System 11/14 Universität Karlsruhe Reputationsystem: Vor- und Nachteile

12 Auswirkung der Netzausfallrate auf das Reputationssystem 12/14 Universität Karlsruhe Reputationsystem: Evaluation

13 Auswirkungen von böswilligen Benutzern Reputationsystem: Evaluation 13/14

14 Zusammenfassung Durch ad-hoc Struktur kein 100% Schutz möglich Netzzuverläßigkeit elementar wichtig Buddy-System – Transaktionskontexte – Empfehlungen – 2er - Buddy-Beziehung -> Betrüger werden hinreichend gut erkannt Zusammenfassung 14/14

15 ... Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Universität Karlsruhe Ich beantworte gerne ihre Fragen Schlußwort

16 Literatur Lamport, L., Shostak, R., Pease, M.:The Byzantine Generals Problem. In: ACM Transactions on Programming Languages and Systems, vol. 4, pages , July Buchegger, S., Le Boudec, J-Y.: Performance Analysis of the CONFIDANT Protocol: Cooperation Of Nodes - Fairness In Dynamic Ad-hoc NeTworks. In: Proceedings of MobiHoc, Universität Karlsruhe

17 Confidant Protocol auf Routing Ebene besteht aus: Monitor Reputationssystem Trust Manager Path Manager erhebliche Verbesserung bei Paket-Zustellung Verwandte Arbeiten: Confidant Universität Karlsruhe

18 Beidseitige binäre Bewertungen Vorteile: für alle Benutzer einsehbar gewährleistet bedingten Schutz Treuhänderdienste Nachteile: keine Contexte keine statistischen Hilfsmittel nur so glaubhaft wie Systemadministrator Benutzer können die Identität wechseln Ebay als zentrales Reputationssystem Universität Karlsruhe

19 Definitionen Universität Karlsruhe Definition Vertrauen: Vertrauen ist die subjektive und persönliche Erwartungshaltung bezüglich des Ausgangs eines zukünftigen Ereignisses aufgrund persönlicher Erfahrungen und Empfehlungen der Vergangenheit. Definition Reputation: Reputation ist die aggregierte Wert aller momentan zugänglichen Empfehlungen und Empfehlungen der Vergangenheit. Definition Reputationssystem: Platform die Speicherung und Verarbeitung von Vertrauen und Reputation zulässt, um Prognosen über zukünftiges Verhalten anderer zu stellen.


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