Secure identity management in structured peer-to-peer (P2P) networks

Structured Peer-to-Peer (P2P) networks were proposed to solve routing problems of big distributed infrastructures. But the research community has been questioning their security for years. Most prior work in security services was focused on secure routing, reputation systems, anonymity, etc. However, the proper management of identities is an important prerequisite to provide most of these security services. The existence of anonymous nodes and the lack of a centralized authority capable of monitoring (and/or punishing) nodes make these systems more vulnerable against selfish or malicious behaviors. Moreover, these improper usages cannot be faced only with data confidentiality, nodes authentication, non-repudiation, etc. In particular, structured P2P networks should follow the following secure routing primitives: (1) secure maintenance of routing tables, (2) secure routing of messages, and (3) secure identity assignment to nodes. But the first two problems depend in some way on the third one. If nodes’ identifiers can be chosen by users without any control, these networks can have security and operational problems. Therefore, like any other network or service, structured P2P networks require a robust access control to prevent potential attackers joining the network and a robust identity assignment system to guarantee their proper operation. In this thesis, firstly, we analyze the operation of the current structured P2P networks when managing identities in order to identify what security problems are related to the nodes’ identifiers within the overlay, and propose a series of requirements to be accomplished by any generated node ID to provide more security to a DHT-based structured P2P network. Secondly, we propose the use of implicit certificates to provide more security and to exploit the improvement in bandwidth, storage and performance that these certificates present compared to explicit certificates, design three protocols to assign nodes’ identifiers avoiding the identified problems, while maintaining user anonymity and allowing users’ traceability. Finally, we analyze the operation of the most used mechanisms to distribute revocation data in the Internet, with special focus on the proposed systems to work in P2P networks, and design a new mechanism to distribute revocation data more efficiently in a structured P2P network.Las redes P2P estructuradas fueron propuestas para solventar problemas de enrutamiento en infraestructuras de grandes dimensiones pero su nivel de seguridad lleva años siendo cuestionado por la comunidad investigadora. La mayor parte de los trabajos que intentan mejorar la seguridad de estas redes se han centrado en proporcionar encaminamiento seguro, sistemas de reputación, anonimato de los usuarios, etc. Sin embargo, la adecuada gestión de las identidades es un requisito sumamente importante para proporcionar los servicios mencionados anteriormente. La existencia de nodos anónimos y la falta de una autoridad centralizada capaz de monitorizar (y/o penalizar) a los nodos hace que estos sistemas sean más vulnerables que otros a comportamientos maliciosos por parte de los usuarios. Además, esos comportamientos inadecuados no pueden ser detectados proporcionando únicamente confidencialidad de los datos, autenticación de los nodos, no repudio, etc. Las redes P2P estructuradas deberían seguir las siguientes primitivas de enrutamiento seguro: (1) mantenimiento seguro de las tablas de enrutamiento, (2) enrutamiento seguro de los mensajes, and (3) asignación segura de las identidades. Pero la primera de los dos primitivas depende de alguna forma de la tercera. Si las identidades de los nodos pueden ser elegidas por sus usuarios sin ningún tipo de control, muy probablemente aparecerán muchos problemas de funcionamiento y seguridad. Por lo tanto, de la misma forma que otras redes y servicios, las redes P2P estructuradas requieren de un control de acceso robusto para prevenir la presencia de atacantes potenciales, y un sistema robusto de asignación de identidades para garantizar su adecuado funcionamiento. En esta tesis, primero de todo analizamos el funcionamiento de las redes P2P estructuradas basadas en el uso de DHTs (Tablas de Hash Distribuidas), cómo gestionan las identidades de sus nodos, identificamos qué problemas de seguridad están relacionados con la identificación de los nodos y proponemos una serie de requisitos para generar identificadores de forma segura. Más adelante proponemos el uso de certificados implícitos para proporcionar más seguridad y explotar las mejoras en consumo de ancho de banda, almacenamiento y rendimiento que proporcionan estos certificados en comparación con los certificados explícitos. También hemos diseñado tres protocolos de asignación segura de identidades, los cuales evitan la mayor parte de los problemas identificados mientras mantienen el anonimato de los usuarios y la trazabilidad. Finalmente hemos analizado el funcionamiento de la mayoría de los mecanismos utilizados para distribuir datos de revocación en Internet, con especial interés en los sistemas propuestos para operar en redes P2P, y hemos diseñado un nuevo mecanismo para distribuir datos de revocación de forma más eficiente en redes P2P estructuradas.Postprint (published version

Security-centric analysis and performance investigation of IEEE 802.16 WiMAX

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Estudio de la movilidad en redes de siguiente generación

El continuo avance de las redes de telecomunicaciones nos proporciona cada vez más facilidades en todos los ámbitos de nuestra vida. En este caso, nos hemos centrado en el estudio de la movilidad en Redes de Siguiente Generación. Una parte del presente proyecto se ha realizado en colaboración con Deutsche Telekom AG, durante una estancia de seis meses trabajando como colaboradora en sus laboratorios con emplazamiento en Berlín. El principal objetivo de este proyecto ha sido realizar un estudio sobre los diferentes estándares y tecnologías que facilitan la movilidad en Redes de Siguiente Generación. Por ello, en la primera parte se han estudiado los diferentes grupos de trabajo centrados en este aspecto, así como se ha recabado información sobre productos y soluciones disponibles en el mercado, para obtener una visión global de la situación actual. Como se puede comprobar más adelante, esta primera parte es la más extensa de todo el documento. Esto se debe a que es, probablemente, la parte más importante del trabajo, ya que contiene el estudio de los mecanismos que más tarde nos servirán para dar una solución teórica a los distintos escenarios que se plantean. En la segunda parte del proyecto, nos hemos centrado en desarrollar varios escenarios de interés en sistemas de Redes de Siguiente Generación y aportar, de forma posterior, posibles soluciones teóricas. Para finalizar, se han expuesto las conclusiones extraídas como resultado del trabajo y los aspectos que se podrán tratar sobre el mismo en un futuro próximo.Ingeniería de Telecomunicació

Actas da 10ª Conferência sobre Redes de Computadores

Universidade do MinhoCCTCCentro AlgoritmiCisco SystemsIEEE Portugal Sectio

Internet of Things From Hype to Reality

The Internet of Things (IoT) has gained significant mindshare, let alone attention, in academia and the industry especially over the past few years. The reasons behind this interest are the potential capabilities that IoT promises to offer. On the personal level, it paints a picture of a future world where all the things in our ambient environment are connected to the Internet and seamlessly communicate with each other to operate intelligently. The ultimate goal is to enable objects around us to efficiently sense our surroundings, inexpensively communicate, and ultimately create a better environment for us: one where everyday objects act based on what we need and like without explicit instructions

Security in Distributed, Grid, Mobile, and Pervasive Computing

This book addresses the increasing demand to guarantee privacy, integrity, and availability of resources in networks and distributed systems. It first reviews security issues and challenges in content distribution networks, describes key agreement protocols based on the Diffie-Hellman key exchange and key management protocols for complex distributed systems like the Internet, and discusses securing design patterns for distributed systems. The next section focuses on security in mobile computing and wireless networks. After a section on grid computing security, the book presents an overview of security solutions for pervasive healthcare systems and surveys wireless sensor network security