Dissuasive methods against dishonest users in distributed systems

Méthodes dissuasives contres les utilisateurs malhonnêtes dans les systèmes répartis

Kévin Huguenin (1)

1 ASAP - As Scalable As Possible: foundations of large scale dynamic distributed systems

From a technical point of view, the Internet is a distributed system of computers. As such, traditional fault models mainly take into account hardware faults such as fail stop and message losses. On the other hand, the Byzantine fault model encompasses all possible behaviours. In most distributed services deployed over the Internet, ranging from collaborative file sharing to social networks, the basic entity is a user, not a computer. Therefore, one needs a new user-centric fault model: a model of rational cheaters, i.e., is users who deviate from the protocol to serve a given interest in a sensible way. The work presented in this manuscript relies on a model of rational cheaters and proposes a coercive approach based on scalable distributed verifications to detect faults and fight against cheaters without the need for cryptography. First we consider the context of large-scale high-bandwidth content dissemination in gossip and we show that freeriders, that is users that maximize their benefits while minimizing their contributions, can be efficiently detected using a distributed monitoring system that leverages the inherent randomness of gossip. Second, we focus on social networks in which the reputation concern coming from the one-to-one mapping between a user and a real person can be exploited as an incentive to well behave. Based on this defining characteristic, we devise a new model for users of social networks and we formalize the problem of scalable and secure computing, that is accurate and private, and propose a protocol that solves it.

Techniquement parlant, Internet est un système réparti constitué d'ordinateurs et par conséquent les modèles de fautes couramment utilisés prennent principalement en compte les problèmes matériels~: pannes, pertes de messages, etc. À l'autre extrême, le modèle de fautes byzantines inclut tous les comportements possibles. Dans le cas de nombreux services répartis déployés sur Internet, des systèmes de partage de fichiers aux réseaux sociaux, une entité du système est un utilisateur et non un ordinateur. Par conséquent, la définition d'un nouveau modèle de fautes centré sur l'utilisateur s'impose~: celui du tricheur rationnel, c'est-à-dire celui d'un utilisateur prêt à dévier du protocole, mais de manière sensée, pour servir un intérêt précis. Le travail présenté dans ce manuscrit s'appuie sur le modèle de tricheurs rationnels et propose une méthode coercitive utilisant des vérifications réparties extensibles pour détecter les fautes et ainsi lutter contre les tricheurs, et ce, sans recourir à la cryptographie. Dans un premier temps, on aborde le cas des systèmes collaboratifs de dissémination épidémique de contenu et on montre que les profiteurs, c'est-à-dire des utilisateurs tentant de maximiser leur bénéfice tout en minimisant leur contribution, peuvent être détectés efficacement par un mécanisme de surveillance mutuelle en exploitant l'aspect aléatoire du système. Dans un second temps, on s'intéresse au contexte des réseaux sociaux où le lien explicite entre un utilisateur et une personne réelle permet d'utiliser la réputation de cette dernière comme moyen de dissuasion. On définit de cette manière un modèle de fautes pour un utilisateur d'un réseau social et on formule le problème de calcul extensible et sécurisé, c'est-à-dire précis et confidentiel, que l'on résout à l'aide d'un protocole également présenté dans ce manuscrit.

Mots clés: Systèmes répartis

Domaines: Réseaux et télécommunications [cs.NI]

Kévin Huguenin. Méthodes dissuasives contres les utilisateurs malhonnêtes dans les systèmes répartis. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Rennes 1, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00545663v2⟩