Seminar: Communication Systems. Von: Raphael Blatter Betreuer: Thomas Bocek P2P STORAGE NETWORKS

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1 Seminar: Communication Systems Von: Raphael Blatter Betreuer: Thomas Bocek P2P STORAGE NETWORKS

2 P2P Storage Networks 2 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

3 P2P Storage Networks 3 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

4 P2P was ist das? 4 Peer: A person who has equal standing with another or others, as in rank, class, or age Quelle:

5 P2P was ist das? 5 loosening the virtual from the physical Quelle: A. Oram: Preface; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

6 P2P 6 being peer-to-peer doesn t make the problems go away. It just makes the problems different. Quelle: T.W. Hong: Performance; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

7 Levels von P2P 7 Zwischen Computern (Filesharing) Zwischen Servern (Permanent Storage System)

8 Zwischen Computern 8 Server P2P Netzwerk PC

9 Zwischen Servern 9 P2P Netzwerk Server PC

10 P2P Storage Networks 10 Filesharing Konsumenten-zentriert Permanent Storage System Anbieter-zentriert Private P2P Storage Networks

11 P2P Storage Networks 11 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

12 Redundanzen 12 Machen aus vielen unzuverlässigen Einzelteilen ein sicheres und zuverlässiges Gesamtsystem. &ö?< $ &ö?< $ &ö &ö?<?< $ $ &ö?< $ Quelle: D. Anderson: SETI@home; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

13 Redundanzen 13 Erhöhen Verfügbarkeit Erhöhen Sicherheit Rd Reduzieren Konsistenzprobleme it Minimieren Pfadlängen

14 Redundanzenbildung 14 Reaktiv optimierte Speicherverwaltung Proaktiv optimierte Netzwerkverwaltung

15 Redundanzbildung 15 Quelle: E. Sit et. al: Proactive replication for data durability; Februar

16 P2P Storage Networks 16 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

17 Sicherheit 17 Security is a process. When that process is too complex people will opt out. Sicherheit ist allgegenwärtig und läuft wo immer möglich im Hintergrund Quelle: J. Udell et. al: Security; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

18 Verschlüsselung 18 Ausser wenn unbedingt anders nötig, werden Daten verschlüsselt gespeichert. (j%à$ +?9z

19 Verschlüsselung 19 Selektive Zugriffsrechte möglich Schutz des Serveradministrators Sh Schutz vor unberechtigten hi Veränderungen äd

20 P2P Storage Networks 20 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

21 Accountability 21 Without accountability in a network, it is difficult to enforce rules of social responsibility. Quelle: N. Minar et. al: A Network of Peers; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

22 Signaturen 22 Zertifikate teuer, umständlich Web of Trust (PGP) erst sinnvoll, wenn weit verbreitet

23 Signaturen 23 Häufig nicht erwünscht!

24 Reputation 24 Reputation is the memory and summary of behavior from past transactions. Quelle: R. Lethin: Reputation; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

25 Reputation 25 Zentralisiert einfach, schwerer fälschbar

26 Reputation 26 Zentralisiert einfach, schwerer fälschbar Verteilt flexibler, P2P,

27 Verteilte Reputation 27 Verschiedene Werte für Leistung esu Glaubwürdigkeit Glaubwürdigkeit transitiv

28 Verteilte Reputation 28 flexibel: Jedes Peer kann die gesammelten Werte nach eigenem Gutdünken werten.

29 Pseudonyme 29 Server PC User Daten &ö?< $

30 Pseudonyme 30 Anonymität

31 Pseudonyme 31 Notwendig für ein Reputationssystem. 5 0

32 Pseudospoofing 32 Schlechte Reputation wird durch Erstellung eines neuen Pseudonyms gelöscht Verteilte Reputation

33 P2P Storage Networks 33 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

34 DDoS: Probleme 34 Überlastung durch Anfragen Füllen des Speicherplatzes xx xx xx xx xx xx xx xx &ö?< $ xx xx &ö?< $ xx xx xx xx xx xx

35 DDoS: Lösungsansätze 35 IP-Blocker ungeeignet (Zombies, DHCP, ) Nonfungible Micropayments

36 Nonfungible Micropayments 36 Proof of work Rechenintensive Aufgaben, die einfach nachzuprüfen sind 8ç%lo iuwze jklyk ikohj

37 DDoS: Lösungsansätze 37 IP-Blocker ungeeignet Nonfungible Micropayments grosses Potential, bedingt geeignet g Durchdachte Algorithmen Durchdachte Algorithmen Freenet: Verfügbarkeit passt sich der Nachfrage an

38 Durchdachte Algorithmen 38 &ö?< $ &ö?< $ &ö?< $

39 Durchdachte Algorithmen 39 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx &ö?< $ xx xx xx xx xx xx

40 P2P Storage Networks 40 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

41 Konsistenz 41 Mindestens so wichtig wie Verfügbarkeit. (j%à$ +?9z (j%à$ +?9z

42 Konsistenz mit Versionen 42 Verschiedene Versionen werden meistens vermieden Neue Versionen mit update -Datei möglich nur bei übersichtlichem Netzwerk möglich

43 Konsistenz überprüfen 43 Suchfunktion mit Hash-Wert Suchfunktion mit öffentlichem Schlüssel Rd Redundanzd Secret Sharing Algorithmus (qxà$ +??z (j%à$ +?9z (j%à$ +?9z

44 P2P Storage Networks 44 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

45 Incentives 45 The tragedy of the commons Quelle: R. Dingledine et al: Accountability; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

46 Incentives 46 Unterschiedliche Ziele von unterschiedlichen Netzwerken müssen beachtet werden P2P Netzwerk P2P Netzwerk

47 Incentives 47 Direkter Tausch Free Haven, BitTorrent }ö ^/k }ö?ç+` ^/k ` # ` *ä #*ä q~<`

48 Incentives 48 Direkter Tausch Free Haven, BitTorrent $ä (9 ^!$ 6(9 =?k } ^

49 Direkter Tausch in Free Haven 49 Einhaltung der Protokolle muss langfristig überwacht und Missachtung bestraft werden

50 Incentives 50 Direkter Tausch Free Haven, BitTorrent Fungible Micropayments $

51 Fungible Micropayments 51 Können, aber müssen nicht finanziell sein. Markt der Ressourcen

52 Incentives 52 Direkter Tausch Free Haven, BitTorrent Fungible Micropayments grosses Potential, noch kein zuverlässiges System Macropayments

53 P2P Storage Networks 53 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

54 Freenet 54 Freenet is a distributed information storage system designed to address information privacy and survivability concerns Quelle: I. Clarke et. al: Protecting Free Expression Online With Freenet; Januar Quelle:

55 Freenet 55 Zwischen Filesharing und Permanent Storage Komplett dezentralisiert Anonym verschachteltes Routing & & &

56 Freenet 56 Redundanz durch Nachfrage gesteuert keine garantierte Speicherung Verschlüsselte Speicherung Automatische Zuordnung von Daten zu Peers Hash:

57 Freenet 57 Gratis Keine Incentives

58 Free Haven 58 Anonymity Persistence Flexibility Accountability Quelle: R. Dingledine et. al: Free Haven; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies Quelle:

59 Free Haven 59 Permanent Storage Netzwerk P2P zwischen den Servern können frei hinzugefügt werden Anonym

60 Free Haven 60 Verschlüsselung und Fragmentierung k von n Fragmente sind nötig (j%à$ +?9z (j%à$ +?9z Indexierung mit öffentlichem Schlüssel

61 Free Haven 61 Tausch von Daten Grösse x verbleibende Zeit Reputationssystem für Server Buddy -System Jedes Fragment überwacht einen Partner

62 BitTorrent 62 download and enjoy Quelle:

63 BitTorrent 63 Filesharing Netzwerk dauerhafte Speicherung ist kein Ziel Tausch von Fragmenten Download nur gegen gg Upload $ä (9 ^!$ 6(9 =?k } NICHT anonym ^

64 BitTorrent 64 User bestimmt über gespeicherte Dateien Keine Verschlüsselungen

65 Zusammenfassung 65 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives

66 Fragen 66????

67 P2P Storage Networks 67 P2P was ist das? Redundanzen Verschlüsselung Accountability DDoS-Abwehr Konsistenz Incentives Beispiele i Diskussion

68 Diskussion (1) 68 Anonymität oder Accountability?

69 Diskussion (1) 69 Zu Red Rover, einem anonymen P2P-Netzwerk: The very people who would seem to benefit the most from these systems are in fact the least likely to be able to use them. Quelle: A. Brown: Red Rover; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

70 Diskussion (1) 70 Quelle: heute; 28. September 2007

71 Diskussion (2) 71 Wie sieht die Zukunft von P2P aus? Was gibt es in 3 Jahren, was in 10?

72 Diskussion (3) 72 Wie sähe eine Lösung zu Content Distribution Networks (siehe letzte Woche) mit P2P aus?

73 Diskussion (3) 73 P2P Netzwerk Server PC

74 Diskussion (3) 74 Verteilung (und Bezahlung) passt sich dynamisch der Nachfrage an. New York: Firma A Moskau: Firma C Tokio: Firma E P2P Netzwerk Zürich: Firma B Sydney: Firma D Server PC

75 Diskussion (4) 75 Electronic marketplaces need to aggregate supply and demand in a single place at a single time Quelle: C. Shirky: Listening to Napster; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies

76 Diskussion (4) 76 Electronic marketplaces need to aggregate supply and demand in a single place at a single time Server P2P Netzwerk PC Quelle: C. Shirky: Listening to Napster; in A. Oram (Editor): Peer-to-Peer Harnessing the Benefits of Disruptive Technologies