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Limiting fake accounts in large-scale distributed systems through adaptive identity management

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Limiting fake accounts in large-scale distributed systems through adaptive identity management

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Título Limiting fake accounts in large-scale distributed systems through adaptive identity management
Outro título Gerenciamento adaptativo de identidades em sistemas distribuídos de larga escala
Autor Cordeiro, Weverton Luis da Costa
Orientador Gaspary, Luciano Paschoal
Data 2014
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informática. Programa de Pós-Graduação em Computação.
Assunto Redes : Computadores
Redes P2P
Tolerancia : Falhas
[en] Collusion attacks
[en] Fake accounts
[en] Identity management
[en] Peer-to-peer systems
[en] Proof of work
[en] Sybil attack
Abstract Online systems such as Facebook, Twitter, Digg, and BitTorrent communities (among various others) offer a lightweight process for obtaining identities (e.g., confirming a valid e-mail address; the actual requirements may vary depending on the system), so that users can easily join them. Such convenience comes with a price, however: with minimum effort, an attacker can obtain a horde of fake accounts (Sybil attack), and use them to either perform malicious activities (that might harm legitimate users) or obtain unfair benefits. It is extremely challenging (if not impossible) to devise a single identity management solution at the same time able to support a variety of end-users using heterogeneous devices, and suitable for a multitude of environments (e.g., large-scale distributed systems, Internet-of-Things, and Future Internet). As a consequence, the research community has focused on the design of system-specific identity management solutions, in scenarios having a well-defined set of purposes, requirements, and constraints. In this thesis, we approach the issue of fake accounts in large-scale, distributed systems. More specifically, we target systems based on the peer-to-peer paradigm and that can accommodate lightweight, long-term identity management schemes (e.g., file sharing and live streaming networks, collaborative intrusion detection systems, among others); lightweight because users should obtain identities without being required to provide “proof of identity” (e.g., passport) and/or pay taxes; and long-term because users should be able to maintain their identities (e.g., through renewal) for an indefinite period. Our main objective is to propose a framework for adaptively pricing identity requests as an approach to limit Sybil attacks. The key idea is to estimate a trust score for identity requests, calculated as a as function of the number of identities already granted in a given period, and considering their source of origin. Our approach relies on proof of work, and uses cryptographic puzzles as a resource to restrain attackers. In this thesis, we also concentrate on reshaping traditional puzzles, in order to make them “green” and “useful”. The results obtained through simulation and experimentation have shown the feasibility of using green and useful puzzles for identity management. More importantly, they have shown that profiling identity requests based on their source of origin constitutes a promising approach to tackle the dissemination of fake accounts.
Resumo Sistemas online como Facebook, Twitter, Digg, e comunidades BitTorrent (entre vários outros) oferecem um processo leve para a obtenção de identidades (por exemplo, confirmar um endereço de e-mail válido; os requisitos podem variar dependendo do sistema), de modo que os usuários possam cadastrar-se facilmente nos mesmos. Tal conveniência vem com um preço, no entanto: com um pequeno esforço, um atacante pode obter uma grande quantidade de contas falsas (ataque Sybil), e utilizá-las para executar atividades maliciosas (que possam prejudicar os usuários legítimos) ou obter vantagens indevidas. É extremamente desafiador (senão impossível) desenvolver uma única solução de gerenciamento de identidades que seja ao mesmo tempo capaz de oferecer suporte a uma variedade de usuários usando dispositivos heterogêneos e adequada para uma diversidade de ambientes (por exemplo, sistemas distribuídos de larga escala, Internet das Coisas, e Internet do Futuro). Como consequência, a comunidade de pesquisa tem focado no projeto de soluções de gerenciamento de identidades customizadas, em cenários com um conjunto bem definido de propósitos, requisitos e limitações. Nesta tese, abordamos o problema de contas falsas em sistemas distribuídos de larga escala. Mais especificamente, nos concentramos em sistemas baseados no paradigma para- par e que podem acomodar esquemas de gerenciamento de identidades leves e de longo prazo (ex., sistemas de compartilhamento de arquivos e de live streaming, sistemas de detecção de intrusão colaborativos, entre outros); leves porque os usuários devem obter identidades sem precisar fornecer “provas de identidade” (ex., passaporte) e/ou pagar taxas; e longo prazo porque os usuários devem ser capazes de manter suas identidades (ex., através de renovação) por um período indefinido. Nosso principal objetivo é propor um arcabouço para precificar adaptativamente as solicitações de identidades como uma abordagem para conter ataques Sybil. A ideia chave é estimar um grau de confiança para as solicitações de identidades, calculada como função do número de identidades já concedidas em um dado período, considerando a origem dessas solicitações. Nossa abordagem baseia-se em prova de trabalho e usa desafios criptográficos como um recurso para conter atacantes. Nesta tese, nós também concentramos esforços na reformulação dos desafios tradicionais, de modo a torná-los “verdes” e “´uteis”. Os resultados obtidos via simulação e experimentação mostraram a viabilidade técnica de usar desafios verdes e ´uteis para o gerenciamento de identidades. Mais importante, eles mostraram que caracterizar as solicitações de identidades com base na origem das mesmas constitui uma abordagem promissora para lidar com a redução substancial da disseminação de contas falsas.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/90442
Arquivos Descrição Formato
000915236.pdf (1.604Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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