悪意ある攻撃に対してデータの安全性を保障する高信頼多重化データ管理方式の研究

保障数据安全免受恶意攻击的高可靠复用数据管理方法研究

• 批准号: 12780224
• 负责人: 土屋 達弘
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780224/
• 关键词: クォーラムシステム; ビザンチン故障; ビザンチンクォーラムシステム; データ多重化; 可用性; 改竄; 安全性

クォーラムシステム(quorum system)はノードを要素とする特殊な集合族であり,ネットワーク上の多重化データを管理する機構として用いられている.この概念を拡張し,データの改竄等の悪意ある攻撃(ビザンチン(Byzantine)故障)に耐えられる様にしたビザンチンクォーラムシステムが注目を集めている.本研究では,攻撃されるノード数の上限とネットワークの構成要素の故障確率を入力として,どのノードが攻撃されたとしても攻撃されたノード数が与えられた値以下であれば,データが改竄されたり不整合を起こしたりしないことを保証し,かつ,ユーザがデータを利用できる確率(可用性)を最大にするビザンチンクォーラムシステムを出力するアルゴリズムを開発した.具体的には,データの可用性に関して最適なビザンチンクォーラムシステムを求める問題を,整数計画問題として定式化することに成功した.このことにより,分枝限定法を用いて最適なシステムを構成することが可能となった.実際に,この問題を解くプログラムを完成させ,適用実験を行った.その結果,攻撃されるノードが1台か2台の場合であれば,全体で約10台までのサーバ集合を対象として最適なシステムが導出できることが分かった.また,提案手法によって得られる最適なビザンチンクォーラムシステムが,既存のシステムに比べどの程度優れているのかを定量的に評価した.その結果,各サーバの信頼性に幅がある場合,提案手法と従来の構成法とでの得られる可用性の差が特に大きくなることが分かった.また,この評価結果に基づいて既存の構成法であるThresholdの改変案を提案し,同様な比較評価によって提案法で得られる最適値に極めて近い可用性が得られる場合があることを示した.

The quorum system is a special collection of elements that can be used to manage multiple organizations. The concept of this is to expand, change, etc., attack (Byzantine failure), resist, change, change, etc. In this study, the upper limit of the number of attacks and the failure rate of the constituent elements of the attack were increased, and the number of attacks and the failure rate of the constituent elements were increased. The accuracy of the application (availability) is the highest. For specific problems, the availability of data is related to the optimization of the problem, and the integer planning problem is related to the formulation of the problem. This is the most appropriate way to construct a branch constraint. In the meantime, the problem is solved, the problem is solved, and the problem is solved. As a result, the attack was carried out on 1 or 2 units, and the total number of units was about 10 units. In addition, the proposed method is to obtain the most suitable solution to the problem, and the existing solution is to evaluate the problem quantitatively. As a result, the reliability of each service is very high, and the method of proposal is very high. The evaluation results show that the Threshold of the existing method is changed, and the same comparison method is used to obtain the optimal value of the proposed method.

项目成果

小林 慎和, 土屋 達弘, 菊野 亨: "Minimizing the mean delay of quorum-based mutual exclusion schemes"Journal of Systems and Software. 58・1. 1-9 (2001)

Shinkazu Kobayashi、Tatsuhiro Tsuchiya、Toru Kikuno：“最小化基于仲裁的互斥方案的平均延迟”系统与软件杂志 58・1（2001 年）。

N.Kobayashi,T.Tsuchiya,T.Kikuno: "Minimizing the mean delay of quorum-based mutual exclusion schemes"Journal of Systems and Software. (掲載予定).

N.Kobayashi、T.Tsuchiya、T.Kikuno：“最小化基于仲裁的互斥方案的平均延迟”系统与软件杂志（即将出版）。

土屋 達弘, 菊野 亨: "Byzantine Quorum Systems with Maximum Availability"Information Processing Letters. (未定).

Tatsuhiro Tsuchiya、Toru Kikuno：“具有最大可用性的拜占庭仲裁系统”信息处理信件（TBD）。

T.Tsuchiya,S.Nagano,R.B.Paidi,T.Kikuno: "Symbolic Model Checking for Self-Stabilizing Algorithms"IEEE Trans.on Parallel and Distributed Systems. 12・1. 81-95 (2001)

T. Tsuchiya、S. Nagano、R. B. Paidi、T. Kikuno：“自稳定算法的符号模型检查”IEEE Trans. on 并行和分布式系统 12・1 (2001)。